(57)【要約】【課題】自然循環式サイクルによる冷房運転を行うことにより、消費電力の大幅な低減を実現する。【解決手段】本発明の空調給湯システムは、冷暖房を行う空調用冷媒回路(5)と、給湯を行う給湯用冷媒回路(6)と、空調用冷媒回路と給湯用冷媒回路との間で熱交換を行う中間熱交換器(23)とを有している。空調用冷媒回路は、空調用圧縮機(21)、空調用流路切替弁(22)、中間熱交換器(23)、空調用膨張弁(27a)、空調用利用側熱交換器(28)を順次冷媒配管で接続して環状に形成された空調用冷媒メイン回路(5a)と、空調用圧縮機をバイパスする第１の空調用冷媒分岐路(5b)と、中間熱交換器をバイパスする第２の空調用冷媒分岐路(5c)とを備えている。この第２の空調用冷媒分岐路には、空調用熱源側熱交換器(24)が設けられている。そして、中間熱交換器(23)および空調用熱源側熱交換器(24)の少なくとも一方は、空調用利用側熱交換器(28)より高い位置に設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷房運転と暖房運転とを切替えて行う空調用冷媒回路と、給湯を行う給湯用冷媒回路と、前記空調用冷媒回路を循環する空調用冷媒と前記給湯用冷媒回路を循環する給湯用冷媒との間で熱交換を行う中間熱交換器とを有する空調給湯システムであって、
前記空調用冷媒回路は、空調用圧縮機、空調用流路切替弁、前記中間熱交換器、空調用膨張弁、空調用利用側の熱搬送媒体と熱交換を行うための空調用利用側熱交換器を順次冷媒配管で接続して環状に形成された空調用冷媒メイン回路を備え、
前記給湯用冷媒回路は、給湯用圧縮機、給湯用利用側の熱搬送媒体と熱交換を行う給湯用利用側熱交換器、給湯用膨張弁、前記中間熱交換器を順次冷媒配管で接続して環状に形成された給湯用メイン回路を備え、
前記空調用冷媒メイン回路に、前記空調用圧縮機をバイパスする第１の空調用冷媒分岐路と、前記中間熱交換器をバイパスする第２の空調用冷媒分岐路とを設け、
前記第１の空調用冷媒分岐路に、前記空調用冷媒の流路を、前記空調用圧縮機を経由する流路と前記第１の空調用冷媒分岐路を経由する流路の何れかに切り替える空調用バイパス開閉手段を設け、
前記第２の空調用冷媒分岐路に、空調用熱源側の熱搬送媒体と前記空調用冷媒との間で熱交換するための空調用熱源側熱交換器を設け、
前記中間熱交換器および前記空調用熱源側熱交換器の少なくとも一方を前記空調用利用側熱交換器より高い位置に設置した
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項２】
請求項１の記載において、
前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、密度差により前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用膨張弁、前記空調用利用側熱交換器へと順に流れて前記空調用熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルを形成した
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項３】
請求項１の記載において、
前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、密度差により前記中間熱交換器から前記空調用膨張弁、前記空調用利用側熱交換器へと順に流れて前記中間熱交換器へと戻る自然循環式サイクルを形成した
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、
前記空調用利用側熱交換器を、前記空調用圧縮機の側の第１の空調用利用側分割熱交換器と前記空調用膨張弁の側の第２の空調用利用側分割熱交換器とに２分割すると共に、前記第１の空調用利用側分割熱交換器と前記第２の空調用利用側分割熱交換器とを連結用冷媒配管で接続し、
前記空調用冷媒メイン回路に、前記中間熱交換器と前記空調用膨張弁の間の位置から前記連結用冷媒配管へと繋がる第３の空調用冷媒分岐路を設け、前記第３の空調用冷媒分岐路に空調用補助膨張弁を設けた
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項５】
請求項４の記載において、
前記第２の空調用冷媒分岐路に、前記空調用熱源側熱交換器よりも前記空調用圧縮機の側の位置から前記連結用冷媒配管へと繋がる第４の空調用冷媒分岐路を設けた
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項６】
請求項５の記載において、
前記空調用冷媒メイン回路に、前記空調用膨張弁と前記第２の空調用利用側分割熱交換器との間の位置から、前記第３の空調用冷媒分岐路のうち前記空調用補助膨張弁よりも前記第１の空調用利用側分割熱交換器の側の位置へと繋がる第５の空調用冷媒分岐路を設けた
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項の記載において、
前記給湯用冷媒メイン回路に、前記中間熱交換器をバイパスする第１の給湯用冷媒分岐路を設け、前記第１の給湯用冷媒分岐路に、給湯用熱源側の熱搬送媒体と前記給湯用冷媒との間で熱交換するための給湯用熱源側熱交換器を設けると共に、前記給湯用熱源側熱交換器を前記中間熱交換器より高い位置に設置し、
前記給湯用冷媒回路に、前記給湯用冷媒メイン回路における前記給湯用利用側熱交換器と前記給湯用膨張弁の間の位置から、前記第１の給湯用冷媒分岐路における前記給湯用熱源側熱交換器の入口側の位置へと繋がる第２の給湯用冷媒分岐路を設け、
前記第２の給湯用冷媒分岐路を開閉する給湯用バイパス開閉手段を前記第２の給湯用冷媒回路に設けた
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか１項の記載において、
前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、前記空調用圧縮機の吐出口から、前記中間熱交換器、前記空調用補助膨張弁、前記第１の空調用利用側分割熱交換器へと順に流れて前記空調用圧縮機の吸込口へと強制的に戻る圧縮式サイクルと、前記空調用冷媒が、密度差により前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用膨張弁、前記第２の空調用利用側分割熱交換器へと順に流れて前記空調用熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルとを形成した
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項９】
請求項４〜６のいずれか１項の記載において、
前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、密度差により前記中間熱交換器から前記空調用補助膨張弁、前記第１の空調用利用側分割熱交換器へと順に流れて前記中間熱交換器へと戻る自然循環式サイクルと、前記空調用冷媒が、密度差により前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用膨張弁、前記第２の空調用利用側分割熱交換器へと順に流れて前記空調用熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルとの２つの自然循環式サイクルを形成した
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項１０】
請求項６の記載において、
前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、密度差により前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用膨張弁、前記第１の空調用利用側分割熱交換器および前記第２の空調用利用側分割熱交換器の少なくとも一方を順に流れて前記空調側熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルを形成した
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項１１】
請求項７の記載において、
前記給湯用冷媒回路に、前記給湯用冷媒が、密度差により前記給湯用熱源側熱交換器から前記第２の給湯用冷媒分岐路を経由して、前記給湯用膨張弁、前記中間熱交換器へと順に流れ、前記給湯用熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルを形成した
ことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれか１項の記載において、
前記空調用利用側熱交換器と被冷却空間に設置された室内熱交換器との間を配管で接続して空調用熱搬送媒体循環回路を形成し、前記空調用熱搬送媒体循環回路に前記空調用利用側の熱搬送媒体としての水またはブラインを循環させるようにしたことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか１項の記載において、
前記給湯用利用側熱交換器と蓄熱が可能な貯湯タンクとを配管で接続して環状の給湯回路を形成し、前記給湯回路に給湯用利用側の熱搬送媒体である水を循環させるようにしたことを特徴とする空調給湯システム。
【請求項１４】
請求項１〜７のいずれか１項の記載において、
前記中間熱交換器と蓄熱が可能な蓄熱タンクとを配管で接続して環状の中間熱媒体回路を形成し、前記中間熱媒体回路に水を循環させることにより、前記中間熱交換器を介して前記空調用冷媒回路を循環する空調用冷媒と前記給湯用冷媒回路を循環する給湯用冷媒と前記中間熱媒体回路を循環する水の３流体間での熱交換を可能としたことを特徴とする空調給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調給湯システムに係り、特に、冷房と暖房とを切替えて行う空調用冷媒回路と給湯を行う給湯用冷媒回路とを中間熱交換器を介して互いに熱交換可能に接続して、空調サイクルと給湯サイクルの二元冷凍サイクルが形成される空調給湯システムに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の空調給湯システムとして、例えば特許文献１に示すものがある。この特許文献１には、高温出力を行う高温サイクルと、中温出力または低温出力を行う中温サイクルとを備え、高温サイクルの蒸発器と中温サイクルの凝縮器とが熱交換可能に構成されたシステムが開示されている。この特許文献１の技術によれば、中温サイクルの排熱を高温サイクルで有効に利用できるため、経済的な運転が可能である。【０００３】
なお、冷凍サイクルには、圧縮機により昇圧された冷媒が強制的に回路内を循環することで形成される冷凍サイクルと、冷媒の密度差によって圧力勾配が生じることにより、回路内の冷媒が自然に循環することで形成される冷凍サイクルとがあるが、以下の説明において、前者を圧縮式サイクルと言い、後者を自然循環式サイクルと言うことにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３２６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、中温サイクルと高温サイクルとを同時に運転している場合にしか中温サイクルの排熱を有効に利用することはできない。即ち、上記従来の技術では、中温サイクルまたは高温サイクルを単独で運転する場合には、排熱を利用することができない。そのため、上記従来の技術では、エネルギの消費を大幅に削減することができないという課題が残っている。【０００６】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒回路の排温冷熱を有効利用し、高いエネルギ効率を得ることのできる空調給湯システムを提供することにある。また、本発明の別の目的は、冷媒の密度差を利用した自然循環式サイクルによる冷房運転を行うことにより、消費電力の大幅な低減を実現できる空調給湯システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明は、冷房運転と暖房運転とを切替えて行う空調用冷媒回路と、給湯を行う給湯用冷媒回路と、前記空調用冷媒回路を循環する空調用冷媒と前記給湯用冷媒回路を循環する給湯用冷媒との間で熱交換を行う中間熱交換器とを有する空調給湯システムであって、前記空調用冷媒回路は、空調用圧縮機、空調用流路切替弁、前記中間熱交換器、空調用膨張弁、空調用利用側の熱搬送媒体と熱交換を行うための空調用利用側熱交換器を順次冷媒配管で接続して環状に形成された空調用冷媒メイン回路を備え、前記給湯用冷媒回路は、給湯用圧縮機、給湯用利用側の熱搬送媒体と熱交換を行う給湯用利用側熱交換器、給湯用膨張弁、前記中間熱交換器を順次冷媒配管で接続して環状に形成された給湯用メイン回路を備え、前記空調用冷媒メイン回路に、前記空調用圧縮機をバイパスする第１の空調用冷媒分岐路と、前記中間熱交換器をバイパスする第２の空調用冷媒分岐路とを設け、前記第１の空調用冷媒分岐路に、前記空調用冷媒の流路を、前記空調用圧縮機を経由する流路と前記第１の空調用冷媒分岐路を経由する流路の何れかに切り替える空調用バイパス開閉手段を設け、前記第２の空調用冷媒分岐路に、空調用熱源側の熱搬送媒体と前記空調用冷媒との間で熱交換するための空調用熱源側熱交換器を設け、前記中間熱交換器および前記空調用熱源側熱交換器の少なくとも一方を前記空調用利用側熱交換器より高い位置に設置したことを特徴とするものである。【０００８】
本発明によれば、中間熱交換器によって空調用冷媒回路を流れる空調用冷媒と給湯用冷媒回路を流れる給湯用冷媒とが熱交換可能であるため、空調サイクルと給湯サイクルの排熱を有効利用することができる。よって、本発明は、高いエネルギ効率を得ることができる。さらに、本発明によれば、空調用圧縮機をバイパスする第１の空調用冷媒分岐路を設け、中間熱交換器および空調用熱源側熱交換器の少なくとも一方を、空調用利用側熱交換器より高い位置に設置しているため、空調用冷媒回路に自然循環式サイクルを形成できる。よって、本発明は、空調用圧縮機を停止した状態での冷房運転を行えるため、消費電力の大幅な低減を実現できるのである。なお、本発明の第１の空調用冷媒分岐路は、空調用圧縮機をバイパスする構成であれば良く、例えば、空調用圧縮機と空調用流路切替弁とを共にバイパスするような構成であっても、空調用圧縮機をバイパスする構成である限り、その構成は本発明の第１の空調用冷媒分岐路に含まれる。【０００９】
また、本発明は、上記構成において、空調用冷媒回路に次のような自然循環式サイクルを形成することができる。【００１０】
即ち、本発明は、上記構成において、前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、密度差により前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用膨張弁、前記空調用利用側熱交換器へと順に流れて前記空調用熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルを形成することができる。【００１１】
また、本発明は、上記構成において、前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、密度差により前記中間熱交換器から前記空調用膨張弁、前記空調用利用側熱交換器へと順に流れて前記中間熱交換器へと戻る自然循環式サイクルを形成することができる。【００１２】
また、本発明は、上記構成において、前記空調用利用側熱交換器を、前記空調用圧縮機の側の第１の空調用利用側分割熱交換器と前記空調用膨張弁の側の第２の空調用利用側分割熱交換器とに２分割すると共に、前記第１の空調用利用側分割熱交換器と前記第２の空調用利用側分割熱交換器とを連結用冷媒配管で接続し、前記空調用冷媒メイン回路に、前記中間熱交換器と前記空調用膨張弁の間の位置から前記連結用冷媒配管へと繋がる第３の空調用冷媒分岐路を設け、前記第３の空調用冷媒分岐路に空調用補助膨張弁を設けたことを特徴としている。【００１３】
さらに、本発明は、上記構成において、前記第２の空調用冷媒分岐路に、前記空調用熱源側熱交換器よりも前記空調用圧縮機の側の位置から前記連結用冷媒配管へと繋がる第４の空調用冷媒分岐路を設けた構成としている。【００１４】
さらに、本発明は、上記構成において、前記空調用冷媒メイン回路に、前記空調用膨張弁と前記第２の空調用利用側分割熱交換器との間の位置から、前記第３の空調用冷媒分岐路のうち前記空調用補助膨張弁よりも前記第１の空調用利用側分割熱交換器の側の位置へと繋がる第５の空調用冷媒分岐路を設けた構成としている。【００１５】
これらの発明によれば、空調用冷媒回路に、圧縮式サイクルと自然循環式サイクルの両方を形成することができるうえ、自然循環式サイクルを複数形成することもできるため、冷暖房負荷の状況に応じて最適な運転を行うことができる。よって、これらの発明では、エネルギ効率がより一層高まるうえ、消費電力のさらなる低減も可能である。【００１６】
また、本発明は、上記構成において、前記給湯用冷媒メイン回路に、前記中間熱交換器をバイパスする第１の給湯用冷媒分岐路を設け、前記第１の給湯用冷媒分岐路に、給湯用熱源側の熱搬送媒体と前記給湯用冷媒との間で熱交換するための給湯用熱源側熱交換器を設けると共に、前記給湯用熱源側熱交換器を前記中間熱交換器より高い位置に設置し、前記給湯用冷媒回路に、前記給湯用冷媒メイン回路における前記給湯用利用側熱交換器と前記給湯用膨張弁の間の位置から、前記第１の給湯用冷媒分岐路における前記給湯用熱源側熱交換器の入口側の位置へと繋がる第２の給湯用冷媒分岐路を設け、前記第２の給湯用冷媒分岐路を開閉する給湯用バイパス開閉手段を前記第２の給湯用冷媒回路に設けたことを特徴としている。【００１７】
本発明によれば、給湯用冷媒回路に、給湯用熱源側熱交換器を凝縮器とし、中間熱交換器を蒸発器として給湯用冷媒が自然循環する自然循環式サイクルを形成できるため、空調サイクルでは、中間熱交換器と空調用熱源側熱交換器の２つの熱交換器を凝縮器として使用することができる。従って、本発明では、交換可能な熱量が増えるので、冷房運転の能力を高めることができる。また、本発明は、給湯用冷媒回路に形成された自然循環式サイクルを利用して冷房運転の能力を高めているため、給湯用圧縮機の運転は不要である。よって、本発明は、消費電力の大幅な低減を実現することができる。【００１８】
また、本発明は、上記構成において、空調用冷媒回路に次のような自然循環式サイクルを形成することが好ましい。【００１９】
即ち、本発明は、上記構成において、前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、前記空調用圧縮機の吐出口から、前記中間熱交換器、前記空調用補助膨張弁、前記第１の空調用利用側分割熱交換器へと順に流れて前記空調用圧縮機の吸込口へと強制的に戻る圧縮式サイクルと、前記空調用冷媒が、密度差により前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用膨張弁、前記第２の空調用利用側分割熱交換器へと順に流れて前記空調用熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルとを形成するのが好ましい。【００２０】
また、本発明は、上記構成において、前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、密度差により前記中間熱交換器から前記空調用補助膨張弁、前記第１の空調用利用側分割熱交換器へと順に流れて前記中間熱交換器へと戻る自然循環式サイクルと、前記空調用冷媒が、密度差により前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用膨張弁、前記第２の空調用利用側分割熱交換器へと順に流れて前記空調用熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルとの２つの自然循環式サイクルを形成するのが好ましい。【００２１】
また、本発明は、上記構成において、前記空調用冷媒回路に、前記空調用冷媒が、密度差により前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用膨張弁、前記第１の空調用利用側分割熱交換器および前記第２の空調用利用側分割熱交換器の少なくとも一方を順に流れて前記空調側熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルを形成するのが好ましい。【００２２】
また、本発明は、上記構成において、前記給湯用冷媒回路に、前記給湯用冷媒が、密度差により前記給湯用熱源側熱交換器から前記第２の給湯用冷媒分岐路を経由して、前記給湯用膨張弁、前記中間熱交換器へと順に流れ、前記給湯用熱源側熱交換器へと戻る自然循環式サイクルを形成するのが好ましい。【００２３】
これらの発明によれば、消費電力を大幅に低減できるうえ、多彩な運転要求に対応することができる。【００２４】
また、本発明は、上記構成において、前記空調用利用側熱交換器と被冷却空間に設置された室内熱交換器との間を配管で接続して空調用熱搬送媒体循環回路を形成し、前記空調用熱搬送媒体循環回路に前記空調用利用側の熱搬送媒体としての水またはブラインを循環させるようにしたことを特徴としている。【００２５】
本発明によれば、従来のように室内機と室外機をつなぐ冷媒配管が不要となるうえ、冷媒量が少なくて済む。また、従来のような室内機と室外機とを冷媒配管で接続する構成において自然循環式サイクルを形成する場合には、室外機を室内機よりも高い位置に設置する必要があり、レイアウトの制約があった。ところが、本発明によれば、利用側熱搬送媒体循環回路を設ける構成であるため、レイアウトの自由度が増すという利点がある。【００２６】
また、本発明は、上記構成において、前記給湯用利用側熱交換器と蓄熱が可能な貯湯タンクとを配管で接続して環状の給湯回路を形成し、前記給湯回路に給湯用利用側の熱搬送媒体である水を循環させるようにしたことを特徴としている。【００２７】
本発明によれば、空調排熱を回収して給湯用利用側熱交換器から得た温熱を貯湯タンクに蓄えることができるため、熱エネルギの有効利用が図られ、エネルギ効率が高まる利点がある。また、本発明は、貯湯タンクが蓄熱を行えるため、空調負荷と給湯負荷の時間帯の相違を解消することも可能である。【００２８】
また、本発明は、上記構成において、前記中間熱交換器と蓄熱が可能な蓄熱タンクとを配管で接続して環状の中間熱媒体回路を形成し、前記中間熱媒体回路に水を循環させることにより、前記中間熱交換器を介して前記空調用冷媒回路を循環する空調用冷媒と前記給湯用冷媒回路を循環する給湯用冷媒と前記中間熱媒体回路を循環する水の３流体間での熱交換を可能としたことを特徴としている。【００２９】
本発明によれば、空調用冷媒回路から出た排熱を、中間熱交換器を介して中間熱媒体回路が受け取り、その排熱を蓄熱タンクに蓄熱して給湯に利用することができる。また、中間熱媒体回路に蓄熱されている熱を、中間熱交換器を介して空調用冷媒回路と給湯用冷媒回路とに放熱することもできる。よって、本発明では、排熱の有効利用が可能であり、エネルギの損失を限りなく抑えて、エネルギ効率の高い運転を行うことができるのである。また、本発明は、蓄熱タンクが蓄熱を行えるため、空調負荷と給湯負荷の時間帯の相違を解消することも可能である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、冷媒回路の排温冷熱を有効利用することにより、高いエネルギ効率を得ることができる。また、本発明は、冷媒の密度差を利用した自然循環式サイクルによる冷房運転を行うことができるので、消費電力の大幅な低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態例に係る空調給湯システム全体の系統図である。
【図２】図１に示す空調用冷媒回路の詳細を示す系統図である。
【図３】図１に示す給湯用冷媒回路の詳細を示す系統図である。
【図４】図１に示す中間温水循環回路の詳細を示す系統図である。
【図５】図１に示す空調用冷温水循環回路の詳細を示す系統図である。
【図６】図１に示す給湯回路の詳細を示す系統図である。
【図７】図１に示す太陽熱循環回路の詳細を示す系統図である。
【図８】図１に示す出湯経路の詳細を示す系統図である。
【図９】図１に示す給湯余熱温水循環回路の詳細を示す系統図である。
【図１０】図１に示す空調給湯システムの運転パターンＮｏ．１における冷媒と熱搬送媒体の流れを示す動作図である。
【図１１】図１に示す空調給湯システムの運転パターンＮｏ．２における冷媒と熱搬送媒体の流れを示す動作図である。
【図１２】図１に示す空調給湯システムの運転パターンＮｏ．３における冷媒と熱搬送媒体の流れを示す動作図である。
【図１３】図１に示す空調給湯システムの運転パターンＮｏ．４における冷媒と熱搬送媒体の流れを示す動作図である。
【図１４】図１に示す空調給湯システムの運転パターンＮｏ．５における冷媒と熱搬送媒体の流れを示す動作図である。
【図１５】図１に示す空調給湯システムの運転パターンＮｏ．６における冷媒と熱搬送媒体の流れを示す動作図である。
【図１６】図１に示す空調給湯システムの運転パターンＮｏ．１〜Ｎｏ．６における各機器の状態を説明するための図である。
【図１７】図１に示す空調給湯システムを用いた運転モードの代表的な例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
まず、本発明の実施の形態例に係る空調給湯システムの構成について、図１〜図９を参照しながら説明する。
【００３３】
本発明の実施の形態例に係る空調給湯システムは、図１に示すように、冷房運転と暖房運転とを切り替えて行う空調用冷媒回路５と、給湯を行う給湯用冷媒回路６と、空調用冷媒回路５および給湯用冷媒回路６と熱交換を行うための水を循環させる中間温水循環回路（中間熱媒体回路）７と、住宅（被冷却空間）６０の室内の空調を行う空調用冷温水循環回路（空調用熱搬送媒体循環回路）８と、給湯用冷媒回路６と熱交換するための水を循環させる給湯回路９と、太陽熱集熱器４で集められた太陽熱が蓄熱された水またはブラインを循環させる太陽熱循環回路１０と、高温の水（お湯）を外部に供給するための出湯経路１１と、空調用冷温水循環回路８および太陽熱循環回路と熱交換するための水を循環させる給湯余熱温水循環回路１２とを備えている。
【００３４】
また、空調給湯システムは、室外に配置されるヒートポンプユニット１と、室内に配置される室内ユニット２と、室外に配置される給湯・蓄熱タンクユニット３と、室外に配置される太陽熱集熱器４とを備えたユニット構成となっている。なお、各ユニットは、図１に示すように、一点鎖線で囲まれた範囲にそれぞれ区分けされている。
【００３５】
空調用冷媒回路５は、空調用冷媒が循環する回路であり、空調用冷媒を圧縮する空調用圧縮機２１、空調用冷媒の流路を切り替える四方弁（空調用流路切替弁）２２、中間熱交換器２３、ファン２５により送られてくる大気と熱交換を行う空調用熱源側熱交換器２４、流路の切替えによって変化する空調用冷媒の量を制御するバッファとしての第１の空調用冷媒タンク２６ａ、第２の空調用冷媒タンク２６ｂ、空調用冷媒を減圧する空調用膨張弁２７ａおよび空調用補助膨張弁２７ｂ、空調用冷温水循環回路８と熱交換を行う空調用利用側熱交換器２８を冷媒配管で接続して環状に形成されている。この空調用冷媒回路５によって空調用の冷凍サイクル（空調サイクル）が形成されている。
【００３６】
空調用圧縮機２１は、容量制御が可能な可変容量型圧縮機である。このような圧縮機としては、ピストン式、ロータリー式、スクロール式、スクリュー式、遠心式のものを採用可能である。具体的には、空調用圧縮機２１は、スクロール式の圧縮機であり、インバータ制御により容量制御が可能で、低速から高速まで回転速度が可変である。
【００３７】
中間熱交換器２３は、空調用冷媒回路５を循環する空調用冷媒と、給湯用冷媒回路６を循環する給湯用冷媒と、中間温水循環回路７を循環する水との３流体の間で互いに熱交換を行うことが可能な構造となっている。具体的には、中間熱交換器２３は、中間温水循環回路７の水が流れる外管（図示せず）の中に、空調用冷媒が流れる空調用冷媒伝熱管（図示せず）と、給湯用冷媒が流れる給湯用冷媒伝熱管（図示せず）とが接合した状態で挿入された構造を成している。この構成により、空調用回路５の排熱と給湯用回路６の排熱と中間温水循環回路７に蓄えられた熱を互いに有効利用できるのである。なお、本実施形態において、空調用冷媒伝熱管と給湯用冷媒伝熱管との接合にはロウ付けが用いられているが、伝熱管同士が熱的に接触できる構成であれば、溶接や伝熱管同士をバンドで巻き付けて固定する方法などを採用しても良い。
【００３８】
空調用利用側熱交換器２８は、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａと、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂとに２分割されており、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａと第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂとは連結用冷媒配管３７で直列に接続されている。さらに、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂは、ヘッド差を設けるために中間熱交換器２３および空調用熱源側熱交換器２４よりも低い位置に設置されている。これは、後述する空調用冷媒の自然循環サイクルを形成するためである。
【００３９】
続いて、空調用冷媒回路５の構成の詳細について、図２を用いて説明する。空調用冷媒回路５は、まず、空調用圧縮機２１の吐出口２１ｂ、四方弁２２、中間熱交換器２３、第１の空調用冷媒タンク２６ａ、空調用膨張弁２７ａ、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂ、第１の空調量利用側分割熱交換器２８ａ、四方弁２２、空調圧縮機２１の吸込口２１ａの順に冷媒配管で接続して環状に形成された空調用冷媒メイン回路５ａを備えている。
【００４０】
空調用冷媒回路５は、この空調用冷媒メイン回路５ａに５つの空調用冷媒分岐路５ｂ〜５ｆが設けられて構成されている。
【００４１】
第１の空調用冷媒分岐路５ｂは、空調用圧縮機２１の吸込口２１ａと吐出口２１ｂとをバイパスする空調用冷媒分岐路であり、具体的には、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａと四方弁２２との間の位置にある分岐点Ａと、四方弁２２と分岐点Ｉの間の位置にある分岐点Ｂとを空調用バイパス配管２９で繋いで形成された空調用冷媒分岐路である。この第１の空調用分岐回路５ｂのうち、分岐点Ａには三方弁３４ａが、分岐点Ｂには三方弁３４ｂがそれぞれ設けられている。これらの三方弁３４ａ、３４ｂを操作することにより、空調用冷媒が流れる流路が、空調用圧縮機２１を経由する流路と第１の空調用冷媒分岐路５ｂを経由する流路（即ち、空調用バイパス配管２９を経由する流路）とに切り替わるようになっている。つまり、三方弁３４ａ、３４ｂが本発明の空調用バイパス開閉手段に相当する。
【００４２】
第２の空調用冷媒分岐路５ｃは、中間熱交換器２３をバイパスする空調用分岐路（別言すると、中間熱交換器２３と並列に接続された空調用熱源側熱交換器２４を経由する空調用冷媒分岐路）であり、具体的には、四方弁２２と中間熱交換器２３との間の位置にある分岐点Ｉから分岐し、空調用熱源側熱交換器２４を経由して、中間熱交換器２３と第１の空調用冷媒タンク２６ａの間の位置にある分岐点Ｊで合流する空調用冷媒分岐路である。
【００４３】
第３の空調用冷媒分岐路５ｄは、中間熱交換器２３と分岐点Ｊの間の位置にある分岐点Ｄから分岐し、第２の空調用冷媒タンク２６ｂ、空調用補助膨張弁２７ｂを順次経由して、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａと第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂとの間の位置にある分岐点Ｅで合流する空調用冷媒分岐路である。なお、分岐点Ｄには三方弁３４ｃが、分岐点Ｅには三方弁３４ｄが設けられている。
【００４４】
第４の空調用冷媒分岐路５ｅは、分岐点Ｉと空調用熱源側熱交換器２４の間の位置（空調用熱源側熱交換器２４から空調用圧縮機２１の側に寄った位置）にある分岐点Ｃと第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂと分岐点Ｅの間の位置にある分岐点Ｆとを冷媒配管で繋いで形成された空調用冷媒分岐路である。なお、分岐点Ｉと分岐点Ｃの間には二方弁３５ｅが設けられ、分岐点Ｃと分岐点Ｆの間には二方弁３５ｆが設けられ、分岐点Ｆには三方弁３４ｅが設けられている。
【００４５】
第５の空調用冷媒分岐路５ｆは、空調用冷媒メイン回路５ａに設けられている空調用膨張弁２７ａと第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂとの間の位置にある分岐点Ｇから分岐し、第３の空調用冷媒分岐路５ｄに設けられている空調用補助膨張弁２７ｂと分岐点Ｅとの間の位置にある分岐点Ｈで合流する空調用冷媒分岐路である。なお、この第５の空調用冷媒分岐路５ｆには二方弁３５ｇが設けられている。
【００４６】
また、空調用冷媒回路５には、二方弁３５ａおよび二方弁３５ｂが中間熱交換器２３の前後を挟むようにして設けられ、二方弁３５ｃおよび二方弁３５ｄが空調用熱源側熱交換器２４の前後を挟むようにして設けられている。
【００４７】
なお、空調用冷媒回路５を循環する空調用冷媒としては、例えば、Ｒ４１０ａ、Ｒ１３４ａ、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＣＯ２を用いることができる。
【００４８】
次に、給湯用冷媒回路６は、給湯用冷媒が循環する回路であり、給湯用冷媒を圧縮する給湯用圧縮機４１、給湯回路９と熱交換を行う給湯用利用側熱交換器４２、流路の切替えによって変化する給湯用冷媒の量を制御するバッファとしての給湯用冷媒タンク４６、給湯用冷媒を減圧する給湯用膨張弁４３、中間熱交換器２３、およびファン４５により送られてくる大気と熱交換を行う給湯用熱源側熱交換器４４を冷媒配管で接続して環状に形成されている。この給湯用冷媒回路６によって給湯用の冷凍サイクル（給湯サイクル）が形成されている。
【００４９】
給湯用圧縮機４１は、空調用圧縮機２１と同様にインバータ制御により容量制御が可能で、低速から高速まで回転速度が可変である。給湯用利用側熱交換器４２は、給湯用冷媒が流れる給湯用冷媒伝熱管（図示せず）と、後述する給湯回路９の水が流れる給湯用水伝熱管（図示せず）とが熱的に接触するように構成されている。
【００５０】
続いて、給湯用冷媒回路６の構成の詳細について、図３を用いて説明する。給湯用冷媒回路６は、まず、給湯用圧縮機４１の吐出口４１ｂ、給湯用利用側熱交換器４２、給湯用冷媒タンク４６、給湯用膨張弁４３、中間熱交換器２３、給湯用圧縮機４１の吸込口４１ａの順に冷媒配管で接続して環状に形成された給湯用冷媒メイン回路６ａを備えている。
【００５１】
給湯用冷媒回路６は、この給湯用冷媒メイン回路６ａに２つの給湯用冷媒分岐路６ｂ、６ｃが設けられて構成されている。第１の給湯用冷媒分岐路６ｂは、中間熱交換器２３をバイパスする給湯用冷媒分岐路（別言すると、中間熱交換器２３と並列に接続された給湯用熱源側熱交換器４４を経由する給湯用冷媒分岐路）であり、具体的には、給湯用膨張弁４３と中間熱交換器２３の間の位置にある分岐点Ｋから分岐し、給湯用熱源側熱交換器４４を経由して、中間熱交換器２３と給湯用圧縮機４１の吸込口４１ａの間の位置にある分岐点Ｌで合流する給湯用冷媒分岐路である。
【００５２】
第２の給湯用冷媒分岐路６ｃは、給湯用利用側熱交換器４２と給湯用膨張弁４３の間に位置する給湯用冷媒タンク４６と、第１の給湯用冷媒分岐路６ｂの分岐点Ｋと給湯用熱源側熱交換器４４の入口との間にある分岐点Ｍとを給湯用バイパス配管４８で直接繋いで形成された給湯用冷媒分岐路である。また、分岐点Ｍには三方弁（給湯用バイパス開閉手段）４７が設けられている。この三方弁４７を操作することにより、第２の給湯用冷媒分岐路６ｃが開閉する。三方弁４７によって第２の給湯用冷媒分岐路６ｃが開放されると、給湯用冷媒が給湯用熱源側熱交換器４４から給湯用冷媒タンク４６へと流れることができるが、三方弁４７によって第２の給湯用冷媒分岐路６ｃが閉鎖されると、給湯用冷媒は、給湯用熱源側熱交換器４４から給湯用冷媒タンク４６へと流れることはない。
【００５３】
また、給湯用利用側熱交換器４２の出口近傍の位置には二方弁４９ａが、中間熱交換器２３の入口および出口の近傍位置にはそれぞれ二方弁４９ｂ、４９ｃが、給湯用熱源側熱交換器４４の入口および出口の近傍位置にはそれぞれ二方弁４９ｄ、４９ｅが、分岐点Ｌと給湯用圧縮機４１の吸込口４１ａとの間の位置には二方弁４９ｆが設けられている。
【００５４】
なお、給湯用冷媒回路６を循環する給湯用冷媒としては、例えば、Ｒ１３４ａ，ＨＦＯ１２３４ｙｆ，ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＣＯ２を用いることができる。
【００５５】
次に、中間温水循環回路（中間熱媒体回路）７は、図４に示すように、蓄熱タンク５０の下部と中間熱交換器２３の一端とを中間温水用配管５２で接続し、中間熱交換器２３の他端と蓄熱タンク５０とを中間温水用配管５３で接続して、環状に形成された回路である。中間温水用配管５２には、中間温水用循環ポンプ５１が組み込まれている。中間温水循環回路７内の水（熱搬送媒体）は、中間温水用循環ポンプ５１を駆動することにより、中間熱交換器２３へと流れていき、この中間熱交換器２３で空調用冷媒回路５を流れる空調用冷媒および給湯用冷媒回路６を流れる給湯用冷媒とそれぞれ熱交換を行いながら、蓄熱タンク５０へと戻っていく。そして、蓄熱タンク５０には、蓄熱材が充填されているので、中間熱交換器２３から得た温熱または冷熱は、この蓄熱タンク５０で蓄熱されることとなる。なお、蓄熱タンク５０への水の供給は、水道水供給配管７６ｂ（図７参照）から行われる。
【００５６】
次に、空調用冷温水循環回路（空調用熱搬送媒体循環回路）８は、空調用冷媒回路５と熱交換を行う空調用冷温水メイン回路８ａと、給湯余熱温水循環回路１２と熱交換を行う給湯余熱用冷温水分岐回路８ｂとの２つの回路を有している。なお、この空調用冷温水循環回路８内を流れる熱搬送媒体は水（冷水または温水）であるが、寒冷地で使用されるような場合には、水に代えてエチレングリコール等のブラインを用いても良い。
【００５７】
空調用冷温水メイン回路８ａは、図５に示すように、住宅６０に設置された室内熱交換器６１、空調用冷温水循環ポンプ６７、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂ、および第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａを空調用冷温水配管６５ａ、６５ｂ、６５ｃで順次接続して環状に形成された回路である。この空調用冷温水メイン回路８ａには、第１の空調用冷温水分岐管６６ａおよび第２の空調用冷温水分岐管６６ｂが立体交差するように（所謂タスキ掛けをするように）設けられている。
【００５８】
そして、第１の空調用冷温水分岐管６６ａの一端は、室内熱交換器６１と第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを繋ぐ空調用冷温水配管６５ａと三方弁６２ａを介して接続されており、他端は空調用冷温水配管６５ｃと三方弁を介すことなく直接接続されている。また、第２の空調用冷温水分岐管６６ｂの一端は、室内熱交換器６１と第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａを繋ぐ空調用冷温水配管６５ｃと三方弁６２ｂを介して接続されており、他端は空調用冷温水配管６５ａと三方弁を介することなく直接接続されている。三方弁６２ａと三方弁６２ｂを操作することにより、水が空調用利用側熱交換器２８ａ、２８ｂに流れる方向を切替えることができる。
【００５９】
また、室内熱交換器６１をバイパスするための第３の空調用冷温水分岐管６６ｃが設けられている。この第３の空調用冷温水分岐管６６ｃの一端は、空調用冷温水配管６５ａと三方弁６２ｃを介して接続され、他端は空調用冷温水配管６５ｃに三方弁を介することなく直接接続されている。なお、室内熱交換器６１を流れる水と第３の空調用冷温水分岐管６６ｃを流れる水の流量比率は、三方弁６２ｃのポートの開度で調整可能である。
【００６０】
給湯余熱用冷温水分岐回路８ｂは、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａの出口と空調用冷温水循環ポンプ６７の入口とを給湯余熱用冷温水配管６３で接続し、その給湯余熱用冷温水配管６３に後述する給湯余熱熱交換器９２を組み込んで形成された環状の回路である。なお、給湯余熱用冷温水配管６３において、給湯余熱熱交換器９２と空調用冷温水循環ポンプ６７の間の位置には、二方弁６４ａが取り付けられている。
【００６１】
このように構成された空調用冷温水循環回路８では、二方弁６４ａが閉じている場合には、空調用冷温水循環ポンプ６７から送り出された水は、空調用冷温水メイン回路８ａ内を循環する。一方、二方弁６４ａが開いている場合には、空調用冷温水循環ポンプ６７から送り出された水は、空調用冷温水メイン回路８ａ内を循環するだけでなく、給湯余熱用冷温水分岐回路８ｂ内をも循環する。よって、二方弁６４ａが開いている場合には、第１の空調用利用側熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側熱交換器２８ｂから受け取った温熱を、給湯余熱熱交換器９２を介して給湯余熱温水循環回路１２へ伝達することができることとなる。
【００６２】
なお、以下の説明において、空調用冷温水循環回路８を流れる水として「冷水」または「温水」という言葉が用いられることがあるが、「冷水」とは冷房時に空調用冷温水循環回路８を流れる水の意味で用いられ、「温水」とは暖房時に空調用冷温水循環回路８を流れる水の意味で用いられていることを、ここで付言しておく。
【００６３】
次に、給湯回路９は、図６に示すように、貯湯タンク７０の下部と給湯用利用側熱交換器４２の一端とを給湯用配管７２で接続し、給湯用利用側熱交換器４２の他端と貯湯タンク７０の上部とを給湯用配管７３で接続して、環状に形成された回路である。給湯用配管７２には、給湯用循環ポンプ７１が組み込まれている。貯湯タンク７０内の水は、給湯用循環ポンプ７１を駆動することにより、給湯用利用側熱交換器４２へと流れていき、この給湯用利用側熱交換器４２にて給湯用冷媒と熱交換を行って高温の水（お湯）となり、貯留タンク７０へ戻っていく。そして、貯湯タンク７０には、蓄熱材が充填されているので、給湯用利用側熱交換器４２から得た温熱は、この貯湯タンク７０で蓄熱されることとなる。
【００６４】
次に、太陽熱循環回路１０は、太陽熱集熱器４と太陽熱用熱交換器９１とを太陽熱用配管８２、８３で接続して環状に形成された回路である。太陽熱用配管８２には、太陽熱用循環ポンプ８５が組み込まれている。太陽熱集熱器４で加熱された水またはブラインは、太陽熱用循環ポンプ８５を駆動することにより、太陽熱循環回路１０内を循環し、太陽熱用熱交換器９１を流れる間に、給湯余熱温水循環回路１２と熱交換を行う。これにより、太陽熱を給湯余熱温水循環回路１２を流れる水に伝達することができる。
【００６５】
次に、出湯経路１１は、貯湯タンク７０内に貯湯されている高温の水（お湯）を給湯負荷側（浴槽、台所、洗面所など）に供給するための温水供給経路１１ａと、蓄熱タンク５０に蓄熱されている中間温水を給湯負荷側（浴槽、台所、洗面所など）に供給するための中間温水供給経路１１ｂと、水道水を貯湯タンク７０、蓄熱タンク５０および給湯負荷側（浴槽、台所、洗面所など）に供給するための水道水供給経路１１ｃの３つの経路を有している。
【００６６】
温水供給経路１１ａは、貯湯タンク７０に一端が接続され、他端が温水供給口７９に接続された温水供給配管７４ａと、貯湯タンク７０に一端が接続され、他端が温水供給配管７４ａの途中に接続された温水供給配管７４ｂとを備え、温水供給配管７４ａと温水供給配管７４ｂとが合流する部分に三方弁７７ａが設けられた構成となっている。なお、温水供給口７９と、後述する三方弁７７ｃの間には図示しない出湯用ポンプが設けられている。
【００６７】
中間温水供給経路１１ｂは、蓄熱タンク５０に一端が接続され、他端が温水供給配管７４ａの途中に接続された中間温水供給配管７５ａと、蓄熱タンク５０に一端が接続され、他端が中間温水供給配管７５ａの途中に接続された中間温水供給配管７５ｂとを備えて構成されている。そして、中間温水供給配管７５ａと中間温水供給配管７５ｂとの合流する部分には三方弁７７ｄが設けられ、中間温水供給配管７５ａと温水供給配管７４ａとが合流する部分に三方弁７７ｂが設けられた構成となっている。
【００６８】
水道水供給経路１１ｃは、水道水が供給される水道水供給口７８から貯湯タンク７０に接続される水道水供給配管７６ａと、この水道水供給配管７６ａの途中から分岐して蓄熱タンク５０に接続される水道水供給配管７６ｂと、水道水供給配管７６ａの途中から分岐して温水供給配管７４ａの途中に接続された水道水供給配管７６ｃとを備え、水道水供給配管７６ｃと温水供給配管７４ａとが合流する部分に三方弁７７ｃが設けられた構成となっている。
【００６９】
このように構成された出湯経路１１によれば、図示しない出湯用ポンプを作動させ、三方弁７７ａ、７７ｂ、７７ｃを適宜開閉操作することにより、水道水、蓄熱タンク５０で蓄熱された中間温水、および貯湯タンク７０に貯湯された高温の水をそれぞれ温水供給口７９から給湯負荷側に供給することができるだけでなく、三方弁７７ａ、７７ｂ、７７ｃの各ポートの開度を調整することにより、水道水、中間温水および高温の水のうち少なくとも２種類の水が混合した状態で温水供給口７９から給湯負荷側へ供給することも可能となっている。つまり、三方弁７７ａ、７７ｂ、７７ｃは給湯温度を調節する温度調節機能を備えているのである。
【００７０】
次に、給湯余熱温水循環回路１２は、蓄熱タンク５０の下部と太陽熱用熱交換器９１の一端とを給湯余熱温水用配管９４で接続し、太陽熱用熱交換器９１の他端と給湯余熱熱交換器９２の一端とを給湯余熱温水用配管９５で接続し、給湯余熱熱交換器９２の他端と蓄熱タンク５０の上部とを給湯余熱温水用配管９６で接続して、環状に形成された回路である。給湯余熱温水用配管９４には、給湯余熱温水用循環ポンプ９３が組み込まれている。蓄熱タンク５０内の水は、給湯余熱温水用循環ポンプ９３を駆動することにより、太陽熱用熱交換器９１で太陽熱循環回路１０から温熱を受け取り、さらに、給湯余熱熱交換器９２で給湯余熱用冷温水分岐回路８ｂから温熱を受け取って蓄熱タンク５０へ戻っていく。よって、蓄熱タンク５０に貯留された水は、給湯余熱温水循環回路１２を流れる間に太陽熱や空調排熱によって温められることとなる。
【００７１】
なお、空調給湯システムを構成する各回路５〜１２には、図示しないが、温度センサや流量センサが適宜設けられている。そして、これらの温度センサや流量センサの検出信号は、ヒートポンプユニット１に設けられた制御装置１ａに取り込まれている。この制御装置１ａは、図示しないリモコンの操作信号と、各温度センサおよび流量センサの信号とを入力し、これらの信号に基づいて、各回路５〜１２に組み込まれた各種機器（圧縮機、ポンプ、ファン、膨張弁、四方弁、三方弁、二方弁など）の動作を制御する。
【００７２】
続いて、上記した空調給湯システムによって行われる各種運転モードについて、図１０〜図１６を参照しながら説明する。ここで、図１０〜図１５において、各熱交換器に付された矢印は熱の流れを示しており、各回路５〜１２に付された矢印は、流体が各回路を流れる向きを示している。また、白色の二方弁は開状態であることを示し、黒色の二方弁は閉状態であることを示している。また、白色の三方弁は、３つのポート全てが開状態であることを示しており、３つのポートのうち２つが白色で残り１つが黒色の三方弁は、白色のポートが開状態、黒色のポートが閉状態であることを示している。また、四方弁に描かれた円弧状の実線は、四方弁を流れる流体の流路を示している。また、各回路５〜１２のうち点線で示した経路は、その図が示す運転パターンおいて使用されていない経路、つまり、閉鎖されている経路であることを示している。
【００７３】
「運転パターンＮｏ．１＜冷房／給湯運転＞」（図１０参照）
運転パターンＮｏ．１は、空調用冷媒回路５による冷房運転と、給湯用冷媒回路６による給湯運転とをそれぞれ行う運転パターンである。この運転パターンＮｏ．１は、具体的には、図１６の「運転パターンＮｏ．１」の欄に示すように、空調サイクル側では、運転モードが冷房であり、空調用圧縮機２１が運転され、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側熱交換器２８ｂが蒸発器として使用され、空調用熱源側熱交換器２４および中間熱交換器２３が凝縮器として使用される運転パターンである。一方、給湯サイクル側では、運転モードが給湯であり、給湯用圧縮機１が運転され、中間熱交換器２３および給湯用熱源側熱交換器４４が蒸発器として使用され、給湯用利用側熱交換器４２が凝縮器として使用される運転パターンである。
【００７４】
空調用冷媒回路５では、空調用圧縮機２１の吐出口２１ｂより吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２２を通って、中間熱交換器２３および空調用熱源側熱交換器２４にそれぞれ分かれて流入する。中間熱交換器２３に流入した高温高圧のガス冷媒は、給湯用回路６を流れる給湯用冷媒および中間温水循環回路７を流れる水へそれぞれ放熱して凝縮し、液化する。空調用熱源側熱交換器２４に流入した高温高圧のガス冷媒は、大気へ放熱して凝縮し、液化する。そして、分岐点Ｊで合流した高圧の液冷媒は、第１の空調用冷媒タンク２６ａに流入した後、所定の開度に調節された空調用膨張弁２７ａで減圧、膨張し、低温低圧の気液二相冷媒となる。その気液二相冷媒は、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂ、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ｂへと順に流入する。第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂ、第１の空調利用側分割熱交換器２８ａ内を流れる気液二相冷媒は、空調用冷温水循環回路８内を流れる昇温された冷水から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、四方弁２２を通って、空調用圧縮機２１の吸込口２１ａに流入し、空調用圧縮機２１により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
【００７５】
空調用冷温水循環回路８では、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる空調用冷媒に放熱した冷水は、空調用冷温水循環ポンプ６７を駆動することにより、空調用冷温水メイン回路８ａ内を流れながら室内熱交換器６１に流入する。室内熱交換器６１では、空調用冷温水メイン回路８ａ内の冷水と、住宅６０内の高温の空気とで熱交換が行われ、住宅６０の空気が冷却される。つまり、住宅６０の室内が冷房される。このとき、室内熱交換器６１を流れる冷水は、住宅６０内の空気から吸熱して昇温される。この昇温された冷水は、空調用冷温水循環ポンプ６７により空調用冷温水メイン回路８ａ内を循環し、再び第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる間に空調用冷媒回路５と熱交換を行って冷却される。
【００７６】
一方、給湯用冷媒回路６では、給湯用圧縮機４１で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、給湯用利用側熱交換器４２に流入する。給湯用利用側熱交換器４２内を流れる高温高圧のガス冷媒は、給湯回路９内を流れる水へ放熱して凝縮し、液化する。液化した高圧の冷媒は、給湯用冷媒タンク４６に流入した後に所定の開度に調節された給湯用膨張弁４３で減圧、膨張して、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、給湯用熱源側熱交換器４４および中間熱交換器２３にそれぞれ分かれて流入する。給湯用熱源側熱交換器４４を流れる気液二相冷媒は、大気から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。中間熱交換器２３を流れる気液二相冷媒は、空調用冷媒回路５を流れる空調用冷媒から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。給湯用熱源側熱交換器４４を出た低圧のガス冷媒と中間熱交換器２３を出た低圧のガス冷媒は、分岐点Ｌで合流した後に、給湯用圧縮機４１の吸込口４１ａに流入し、給湯用圧縮機４１により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
【００７７】
中間温水循環回路７では、蓄熱タンク５０に貯留している水は、中間温水用循環ポンプ５１によって中間熱交換器２３に送り込まれ、中間熱交換器２３を流れていく間に、空調用冷媒回路５を流れる空調用冷媒から温熱を吸収する。これにより、水が中間熱交換器２３によって中間温度の水（ぬるま湯）になる。この吸収した温熱は、蓄熱タンク５０にて蓄熱される。
【００７８】
給湯回路９では、貯湯タンク７０に貯留している水は、給湯用循環ポンプ７１によって給湯用利用側熱交換器４２に送り込まれ、給湯用利用側熱交換器４２を流れていく間に、給湯用冷媒回路６を流れる給湯用冷媒から温熱を吸収する。これにより、水が給湯用利用側熱交換器４２によって上記した中間温度よりも高い温度の水となる。つまり、給湯回路９を循環する水は、中間温水循環回路７を循環する水より高い温度である。
【００７９】
太陽熱循環回路１０では、太陽熱集熱器４で集熱された太陽熱を受け取った水が太陽熱用循環ポンプ８５により太陽熱用熱交換器９１へと送り込まれていく。そして、水に蓄熱された太陽熱は、太陽熱用熱交換器９１を介して、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水へ放熱される。よって、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水は、太陽熱循環回路１０によって温められることになる。
【００８０】
出湯経路１１では、給湯負荷側の要求に応じて、空調給湯システムの運転によって得られた所定温度の水が給湯負荷側へと供給される。
【００８１】
給湯余熱温水循環回路１２では、蓄熱タンク５０に貯留された水は、給湯余熱温水用循環ポンプ９３によって太陽熱用熱交換器９１に送り込まれ、太陽熱用熱交換器９１を流れていく間に、太陽熱循環回路１０を流れる水から温熱を吸収する。この給湯余熱温水循環回路１２では、再生可能エネルギである太陽熱を利用して水が温められることとなる。こうして得られた温熱は、蓄熱タンク５０で蓄熱される。なお、この運転パターンＮｏ．１では、給湯余熱熱交換器９２による熱交換は行われない。
【００８２】
この運転パターンＮｏ．１による運転は、例えば、夏場の日中など、外気温度が高く、給湯負荷と空調負荷とがある場合、特に、空調負荷が大きい場合に行うと良い。この運転パターンＮｏ．１では、制御装置１ａによって、次のような制御を行うことが望ましい。
（ａ）貯湯タンク７０の蓄熱量に応じて給湯用圧縮機４１の運転／停止を切り替えるよう制御する。
（ｂ）交換する熱量のバランスなどの状況に応じて、二方弁４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ、４９ｅを開閉操作して、中間熱交換器２３と給湯用熱源側熱交換器４４とを同時に用いるか、あるいは各々単独で用いるかを切り替えの制御を行う。
（ｃ）空調用冷温水循環回路８を循環する水の戻り温度（第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂの入口温度、あるいは空調用冷温水循環ポンプ６７の出口温度）に応じて、空調用圧縮機２１の運転/停止を切り替えるよう制御する。
（ｄ）交換する熱量のバランスなどの状況に応じて、二方弁３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを開閉操作して、中間熱交換器２３と空調用熱源側熱交換器２４とを同時に用いるか、あるいは各々単独で用いるかを切り替えの制御を行う。
【００８３】
ここで、空調サイクルと給湯サイクルとを同時に運転する場合には、中間熱交換器２３での空調サイクルの放熱を給湯サイクルの吸熱源として用い、給湯サイクルの吸熱量が不足するようなら給湯サイクル側の給湯用熱源側熱交換器４４を併用すると良い。また、空調サイクルの放熱量が不足するようなら空調サイクル側の空調用熱源側熱交換器２４を併用するか、あるいは、日射量が少ない場合など、蓄熱タンク５０内の媒体温度（水の温度）が低い場合には、中間熱交換器２３を介して空調サイクルから空調用冷温水循環回路７を流れる水へ放熱させる蓄熱運転を行うようにすれば良い。
【００８４】
また、夕方から夜間など冷房負荷があっても、貯湯タンク７０内の蓄熱量が一定以上あり、空調サイクルのみが運転されるような場合には、中間熱交換器２３を用いることなく空調サイクルの空調用熱源側熱交換器２４のみを凝縮器として用いるようにしても良いし、日射量が少ない場合など蓄熱タンク内の水の温度が低い場合には、中間熱交換器２３を介して空調サイクルから空調用冷温水循環回路７を流れる水へ放熱させる蓄熱運転を行うようにすれば良い。
【００８５】
この運転パターンＮｏ．１によれば、空調サイクルの排熱を給湯サイクルの熱源とすることで、給湯サイクルの蒸発温度を上げ、および／または空調サイクルの凝縮温度を下げることで給湯サイクルの消費電力、および／または空調サイクルの消費電力を低減でき、空調給湯システムの効率を上げることができる。
【００８６】
また、通常では、給湯用冷媒回路６を用いて給湯運転することにより昇温した６５℃程度の湯を水道水などの給水と混合して給湯負荷側に所定温度の水（お湯）を提供していたが、この運転パターンＮｏ．１では、水道水を混合する代わりに、空調サイクルの排熱が蓄熱された蓄熱タンク５０内の中間温度の水（蓄熱タンク５０内の水は、水道水より高い温度だが、出湯温度より低い温度になっている）を用いて温度調節することができる。よって、この運転パターンＮｏ．１によれば、給湯用冷媒回路６で昇温した湯の使用量を削減することができ、さらに冷房運転での消費電力をそれほど増加させることなく、給湯サイクルの稼働時間を短くでき、消費電力を下げることができる。
【００８７】
「運転パターンＮｏ．２＜暖房／給湯運転＞」（図１１参照）
運転パターンＮｏ．２は、空調用冷媒回路５による暖房運転と、給湯用冷媒回路６による給湯運転とをそれぞれ行う運転パターンである。この運転パターンＮｏ．２は、具体的には、図１６の「運転パターンＮｏ．２」の欄に示すように、空調サイクル側では、運転モードが暖房であり、空調用圧縮機２１が運転され、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側熱交換器２８ｂが凝縮器として使用され、空調用熱源側熱交換器２４および中間熱交換器２３が蒸発器として使用される運転パターンである。一方、給湯サイクル側では、運転モードが給湯であり、給湯用圧縮機１が運転され、中間熱交換器２３および給湯用熱源側熱交換器４４が蒸発器として使用され、給湯用利用側熱交換器４２が凝縮器として使用される運転パターンである。
【００８８】
空調用冷媒回路５では、空調用圧縮機２１の吐出口２１ｂより吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２２を通って、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂに流入する。第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる高温高圧のガス冷媒は、空調用冷温水循環回路８内を流れる水（冷水）へ放熱して凝縮し、液化する。この高圧の液冷媒は、所定の開度に調節された空調用膨張弁２７ａにより減圧、膨張して低温低圧の気液二相冷媒となり、第１の空調用冷媒タンク２６ａを流れて中間熱交換器２３と空調用熱源側熱交換器２４にそれぞれ分かれて流入する。空調用熱源側熱交換器２４内に流入した気液二相冷媒は、大気から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。一方、中間熱交換器２３に流入した気液二相冷媒は、中間温水循環回路７を流れる水（中間温度の水、即ち、ぬるま湯）から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。そして、分岐点Ｉで合流した低圧のガス冷媒は、四方弁２２を通って、空調用圧縮機２１の吸込口２１ａに流入し、空調用圧縮機２１により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
【００８９】
空調用冷温水循環回路８では、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる空調用冷媒から吸熱した温水は、空調用冷温水循環ポンプ６７を駆動することにより、空調用冷温水メイン回路８ａ内を流れながら室内熱交換器６１に流入する。室内熱交換器６１では、空調用冷温水メイン回路８ａ内の温水と、住宅６０内の低温の空気とで熱交換が行われ、住宅６０の空気が加熱される。つまり、住宅６０の室内が暖房される。このとき、室内熱交換器６１を流れる温水は、住宅６０内の空気へ放熱して冷却される。この冷却された温水は、空調用冷温水循環ポンプ６７により空調用冷温水メイン回路８ａ内を循環し、再び第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる間に空調用冷媒回路５と熱交換を行って昇温される。
【００９０】
さらに、この運転パターンＮｏ．２では、二方弁６４ａが開いているので、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂから吸熱した温水は、給湯余熱用冷温水分岐回路８ｂを循環する。つまり、空調用冷温水循環ポンプ６７から送り出された水は、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂによって温水となり、給湯余熱用冷温水配管６３を流れながら、給湯余熱熱交換器９２に流入する。そして、この給湯余熱熱交換器９２にて、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂから得た温熱は、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水へと放出される。給湯余熱温水循環回路１２へ放熱して冷たくなった水は、再び、空調用冷温水循環ポンプ６７によって第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂへと送り出されて、温熱を得ることとなる。
【００９１】
一方、給湯用冷媒回路６では、給湯用圧縮機４１で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、給湯用利用側熱交換器４２に流入する。給湯用利用側熱交換器４２内を流れる高温高圧のガス冷媒は、給湯回路９内を流れる水へ放熱して凝縮し、液化する。液化した高圧の冷媒は、給湯用冷媒タンク４６を流れた後に所定の開度に調節された給湯用膨張弁４３で減圧、膨張して、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、給湯用熱源側熱交換器４４および中間熱交換器２３にそれぞれ分かれて流入する。給湯用熱源側熱交換器４４を流れる気液二相冷媒は、大気から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。中間熱交換器２３を流れる気液二相冷媒は、中間温水循環回路７を流れる中間温水（ぬるま湯）から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。給湯用熱源側熱交換器４４を出た低圧のガス冷媒と中間熱交換器２３を出た低圧のガス冷媒は、分岐点Ｌで合流した後に、給湯用圧縮機４１の吸込口４１ａに流入し、給湯用圧縮機４１により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
【００９２】
中間温水循環回路７では、蓄熱タンク５０に貯留された中間温度の水が、中間温水用循環ポンプ５１によって中間熱交換器２３へと送り込まれる。その中間温度の水は、中間熱交換器２３を介して空調用冷媒回路５を流れる空調用冷媒へ温熱を放出すると共に、給湯用冷媒回路６を流れる給湯用冷媒へも温熱を放出する。つまり、この運転パターンＮｏ．２では、中間熱交換器２３を蒸発器として使用するために、蓄熱タンク５０に蓄熱されている温熱が利用されているのである。ここで、蓄熱タンク５０に蓄熱される温熱は、給湯余熱温水循環回路１２から得られたものである。具体的に言うと、給湯余熱温水循環回路１２では、後述するように給湯余熱熱交換器９２および太陽熱用熱交換器９１から温熱を得ることができるため、その温熱を蓄熱タンク５０で蓄熱することにより、蓄熱タンク５０には中間温度の水が貯留されることとなる。その中間温度の水を中間温水循環回路７に循環させることによって、中間熱交換器２３は蒸発器としての機能を発揮することができるのである。
【００９３】
給湯回路９では、貯湯タンク７０に貯留している水は、給湯用循環ポンプ７１によって給湯用利用側熱交換器４２に送り込まれ、給湯用利用側熱交換器４２を流れていく間に、給湯用冷媒回路６を流れる給湯用冷媒から温熱を吸収する。これにより、水が給湯用利用側熱交換器４２によって上記した中間温度よりも高い温度の水となる。つまり、給湯回路９を循環する水は、中間温水循環回路７を循環する水より高い温度である。
【００９４】
太陽熱循環回路１０では、太陽熱集熱器４で集熱された太陽熱を受け取った水が太陽熱用循環ポンプ８５により太陽熱用熱交換器９１へと送り込まれていく。そして、水に蓄熱された太陽熱は、太陽熱用熱交換器９１を介して、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水へ放熱される。よって、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水は、太陽熱循環回路１０によって温められることになる。
【００９５】
出湯経路１１では、給湯負荷側の要求に応じて、空調給湯システムの運転によって得られた所定温度の水が給湯負荷側へと供給される。
【００９６】
給湯余熱温水循環回路１２では、蓄熱タンク５０に貯留された水は、給湯余熱温水用循環ポンプ９３によって太陽熱用熱交換器９１に送り込まれ、太陽熱用熱交換器９１を流れていく間に、太陽熱循環回路１０を流れる水（中間温度の水）から温熱を吸収する。つまり、この給湯余熱温水循環回路１２では、再生可能エネルギである太陽熱を利用して水が温められることとなる。さらに、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水は、給湯余熱用熱交換器９２を介して給湯余熱用冷温水分岐回路８ｂを循環する水（中間温度の水）から温熱を吸収する。つまり、給湯余熱温水循環回路１２では中間温度の水を作るために、空調用冷媒回路５で暖房運転したときに生成された温熱をも利用しているのである。こうして作られた中間温度の水は、蓄熱タンク５０へと戻され、この蓄熱タンク５０で保温される。
【００９７】
この運転パターンＮｏ．２による運転は、例えば、冬場など外気温度が低く、暖房負荷と給湯負荷がある場合に行うと良い。この運転パターンＮｏ．２では、制御装置１ａによって、次のような制御を行うことが望ましい。
（ａ）貯湯タンク７０の蓄熱量に応じて給湯用圧縮機４１の運転／停止を切り替えるよう制御する。
（ｂ）空調用冷温水循環回路８を循環する水の戻り温度（第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂの入口温度、あるいは空調用冷温水循環ポンプ６７の出口温度）に応じて、空調用圧縮機２１の運転/停止を切り替えるよう制御する。
【００９８】
この運転パターンＮｏ．２によれば、空調用熱源側熱交換器２４および給湯用熱源側熱交換器４４から外気を熱源として利用することにより、従来と同様の給湯サイクルおよび空調サイクルの運転が可能である。また、太陽熱や機器排熱などの外気より高温の熱源から得た温熱を、中間熱交換器２３を介して空調用冷媒回路５および給湯用冷媒回路６へ放熱することができるため、空調給湯システムの効率を高めることができる。
【００９９】
「運転パターンＮｏ．３＜冷房自然循環併用／給湯運転＞」（図１２参照）
運転パターンＮｏ．３は、空調用冷媒回路５による冷房運転と、給湯用冷媒回路６による給湯運転とをそれぞれ行う運転パターンであって、特に、空調用冷媒回路５による冷房運転を自然循環式サイクルと圧縮式サイクルとで行う運転モードである。この運転パターンＮｏ．３は、具体的には、図１６の「運転パターンＮｏ．３」の欄に示すように、空調サイクル側では、運転モードが冷房であり、空調用圧縮機２１が運転され、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａが自然循環式サイクルにおける蒸発器として使用され、第２の空調用利用側熱交換器２８ｂが圧縮式サイクルにおける蒸発器として使用され、空調用熱源側熱交換器２４が自然循環式サイクルにおける凝縮器として使用され、中間熱交換器２３が圧縮式サイクルにおける凝縮器として使用される運転パターンである。一方、給湯サイクル側では、運転モードが給湯であり、給湯用圧縮機１が運転され、中間熱交換器２３および給湯用熱源側熱交換器４４が蒸発器として使用され、給湯用利用側熱交換器４２が凝縮器として使用される運転パターンである。
【０１００】
空調用冷媒回路５では、図１２に示すように、空調用冷媒が循環する２つの経路が独立して形成されている点に大きな特徴がある。この運転パターンＮｏ．３における第１の経路は、空調用圧縮機２１の吐出口２１ｂ→四方弁２２→分岐点Ｂ→分岐点Ｉ→中間熱交換器２３→分岐点Ｄ→第２の空調用冷媒タンク２６ｂ→空調用補助膨張弁２７ｂ→分岐点Ｈ→分岐点Ｅ→第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａ→分岐点Ａ→四方弁２２→空調用圧縮機２１の吸込口２１ａの順に空調用冷媒が流れる経路である。また、この運転パターンＮｏ．３における第２の経路は、空調用熱源側熱交換器２４→分岐点Ｊ→第１の空調用冷媒タンク２６ａ→空調用膨張弁２７ａ→分岐点Ｇ→第２の空調用利用側熱交換器２８ｂ→分岐点Ｆ→分岐点Ｃ→空調用熱源側熱交換器２４の順に空調用冷媒が流れる経路である。ここで、第１の経路には、空調用圧縮機２１による圧縮式サイクルが形成され、第２の経路には、空調用冷媒が自然に循環する自然循環式サイクルが形成されている。
【０１０１】
まず、第１の経路では、空調用圧縮機２１の吐出口２１ｂより吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２２を通って、中間熱交換器２３に流入する。中間熱交換器２３に流入した高温高圧のガス冷媒は、給湯用回路６を流れる給湯用冷媒および中間温水循環回路７を流れる水へそれぞれ放熱して凝縮し、液化する。そして、液化した高圧の冷媒は、第２の空調用冷媒タンク２６ｂに流入した後、所定の開度に調節された空調用補助膨張弁２７ｂで減圧、膨張し、低温低圧の気液二相冷媒となる。その気液二相冷媒は、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａに流入する。第１の空調利用側分割熱交換器２８ａ内を流れる気液二相冷媒は、空調用冷温水循環回路８内を流れる水（温水）から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、四方弁２２を通って、空調用圧縮機２１の吸込口２１ａに流入し、空調用圧縮機２１により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。このように、第１の経路では、空調用冷媒が空調用圧縮機２１により強制的に循環する圧縮式サイクルが形成されているのである。
【０１０２】
これに対して、第２の経路では、空調用熱源側熱交換器２４内に滞留している空調用冷媒は、大気へ放熱して凝縮し、液化する。密度の大きい液冷媒は、重力の影響を受けて下降していき、第１の空調用冷媒タンク２６ａに入り、空調用膨張弁２７ａを通って第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂに流入する。そして、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる間に空調用冷温水循環回路８内を循環する昇温された冷水から吸熱して蒸発し、ガス化する。このとき、冷媒の密度差による圧力勾配ができるため、蒸発した冷媒は、空調用熱源側熱交換器２４に向かって流れていく。このように、第２の経路では、空調用冷媒が自然循環する自然循環サイクルが形成されているのである。
【０１０３】
空調用冷温水循環回路８では、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる空調用冷媒に放熱した冷水は、空調用冷温水循環ポンプ６７を駆動することにより、空調用冷温水メイン回路８ａ内を流れながら室内熱交換器６１に流入する。室内熱交換器６１では、空調用冷温水メイン回路８ａ内の冷水と、住宅６０内の高温の空気とで熱交換が行われ、住宅６０の空気が冷却される。つまり、住宅６０の室内が冷房される。このとき、室内熱交換器６１を流れる冷水は、住宅６０内の空気から吸熱して昇温される。この昇温された冷水は、空調用冷温水循環ポンプ６７により空調用冷温水メイン回路８ａ内を循環し、再び第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる間に空調用冷媒回路５と熱交換を行って冷却される。
【０１０４】
ここで、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａは圧縮式サイクルによる冷房運転で用いられているため、空調用冷温水循環回路８を流れる水の温度を住宅６０の室内露点温度よりも下げた冷房除湿運転が可能である。
【０１０５】
一方、給湯用冷媒回路６では、給湯用圧縮機４１で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、給湯用利用側熱交換器４２に流入する。給湯用利用側熱交換器４２内を流れる高温高圧のガス冷媒は、給湯回路９内を流れる水へ放熱して凝縮し、液化する。液化した高圧の冷媒は、給湯用冷媒タンク４６を流れた後に所定の開度に調節された給湯用膨張弁４３で減圧、膨張して、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、給湯用熱源側熱交換器４４および中間熱交換器２３にそれぞれ分かれて流入する。給湯用熱源側熱交換器４４を流れる気液二相冷媒は、大気から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。中間熱交換器２３を流れる気液二相冷媒は、空調用冷媒回路５を流れる空調用冷媒から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。給湯用熱源側熱交換器４４を出た低圧のガス冷媒と中間熱交換器２３を出た低圧のガス冷媒は、分岐点Ｌで合流した後に、給湯用圧縮機４１の吸込口４１ａに流入し、給湯用圧縮機４１により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
【０１０６】
中間温水循環回路７では、蓄熱タンク５０に貯留している水は、中間温水用循環ポンプ５１によって中間熱交換器２３に送り込まれ、中間熱交換器２３を流れていく間に、空調用冷媒回路５を流れる空調用冷媒から温熱を吸収する。これにより、水が中間熱交換器２３によって中間温度の水（ぬるま湯）になる。この吸収した温熱は、蓄熱タンク５０にて蓄熱される。
【０１０７】
給湯回路９では、貯湯タンク７０に貯留している水は、給湯用循環ポンプ７１によって給湯用利用側熱交換器４２に送り込まれ、給湯用利用側熱交換器４２を流れていく間に、給湯用冷媒回路６を流れる給湯用冷媒から温熱を吸収する。これにより、水が給湯用利用側熱交換器４２によって上記した中間温度よりも高い温度の水となる。つまり、給湯回路９を循環する水は、中間温水循環回路７を循環する水より高い温度である。
【０１０８】
太陽熱循環回路１０では、太陽熱集熱器４で集熱された太陽熱を受け取った水が太陽熱用循環ポンプ８５により太陽熱用熱交換器９１へと送り込まれていく。そして、水に蓄熱された太陽熱は、太陽熱用熱交換器９１を介して、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水へ放熱される。よって、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水は、太陽熱循環回路１０によって温められることになる。
【０１０９】
出湯経路１１では、給湯負荷側の要求に応じて、空調給湯システムの運転によって得られた所定温度の水が給湯負荷側へと供給される。
【０１１０】
給湯余熱温水循環回路１２では、蓄熱タンク５０に貯留された水は、給湯余熱温水用循環ポンプ９３によって太陽熱用熱交換器９１に送り込まれ、太陽熱用熱交換器９１を流れていく間に、太陽熱循環回路１０を流れる水から温熱を吸収する。この給湯余熱温水循環回路１２では、再生可能エネルギである太陽熱を利用して水が温められることとなる。こうして得られた温熱は、蓄熱タンク５０で蓄熱される。なお、この運転パターンＮｏ．３では、給湯余熱熱交換器９２による熱交換は行われない。
【０１１１】
この運転パターンＮｏ．３による運転は、外気温度が空調用冷温水循環回路８を循環する水の戻り温度（第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂの入口温度、あるいは空調用冷温水循環ポンプ６７の出口温度）より低いが、住宅６０の室内露点温度より高い場合で、住宅６０内部の冷房除湿負荷がある場合に行うと良い。例えば、住宅６０が高気密高断熱性能に優れているために、電化製品の発熱等の影響で室内に熱が籠もってしまい、夏場と冬場の中間期であっても、室内を冷房除湿する必要がある場合に、この運転パターンＮｏ．３による運転は適している。この運転パターンＮｏ．３では、制御装置１ａによって、次のような制御を行うことが望ましい。
（ａ）空調サイクルとして圧縮式サイクルと自然循環式サイクルとが形成されるように二方弁３５ａ〜３５ｇ、三方弁３４ａ〜３４ｄの開閉操作の制御を行う。
（ｂ）交換する熱量のバランスなどの状況に応じて、二方弁４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ、４９ｅを開閉操作して、給湯サイクルの中間熱交換器２３と給湯用熱源側熱交換器４４とを同時に用いるか、あるいは中間熱交換器２３のみを用いるかを切り替えの制御を行う。
【０１１２】
この運転パターンＮｏ．３によれば、空調サイクルの一部を自然循環式サイクルにて運転できるため、空調用圧縮機２１の仕事量を低減できる。さらに、この運転パターンＮｏ．３によれば、中間熱交換器２３のみを給湯サイクルの蒸発器として用いる場合に、給湯用膨張弁４３の弁開度を調整して給湯サイクルの蒸発温度を上げることによって給湯サイクルの効率を向上させることができる。
【０１１３】
「運転パターンＮｏ．４＜給湯サイクル利用・外気併用冷房自然循環＞」（図１３参照）
運転パターンＮｏ．４は、空調用冷媒回路５による冷房運転と、給湯用冷媒回路６による給湯運転とをそれぞれ行う運転パターンであって、特に、空調用冷媒回路５による冷房運転を自然循環式サイクルにより行う運転パターンである。この運転パターンＮｏ．４は、具体的には、図１６の「運転パターンＮｏ．４」の欄に示すように、空調サイクル側では、運転モードが冷房であり、空調用圧縮機２１は停止しており、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂが自然循環式サイクルにおける蒸発器として使用され、空調用熱源側熱交換器２４および中間熱交換器２３が自然循環式サイクルにおける凝縮器として使用される運転パターンである。一方、給湯サイクル側では、運転モードが給湯であり、給湯用圧縮機１が運転され、中間熱交換器２３および給湯用熱源側熱交換器４４が蒸発器として使用され、給湯用利用側熱交換器４２が凝縮器として使用される運転パターンである。
【０１１４】
空調用冷媒回路５では、図１３に示すように、空調用冷媒が循環する２つの経路が独立して形成されている点に大きな特徴がある。この運転パターンＮｏ．４における第１の経路は、中間熱交換器２３→分岐点Ｄ→第２の空調用冷媒タンク２６ｂ→空調用補助膨張弁２７ｂ→分岐点Ｈ→分岐点Ｅ→第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａ→分岐点Ａ→空調用バイパス配管２９→分岐点Ｂ→分岐点Ｉ→中間熱交換器２３の順に空調用冷媒が流れる経路である。また、この運転パターンＮｏ．４における第２の経路は、空調用熱源側熱交換器２４→分岐点Ｊ→第１の空調用冷媒タンク２６ａ→空調用膨張弁２７ａ→分岐点Ｇ→第２の空調用利用側熱交換器２８ｂ→分岐点Ｆ→分岐点Ｃ→空調用熱源側熱交換器２４の順に空調用冷媒が流れる経路である。ここで、第１の経路および第２の経路には、空調用冷媒が自然に循環する自然循環式サイクルがそれぞれ独立して形成されている。
【０１１５】
まず、第１の経路では、中間熱交換器２３内に滞留している空調用冷媒は、給湯用冷媒回路６を流れる給湯用冷媒へ放熱して凝縮し、液化する。密度の大きい液冷媒は、重力の影響を受けて下降していき、第２の空調用冷媒タンク２６ｂに入り、空調用補助膨張弁２７ｂを通って第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａに流入する。そして、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａを流れる間に空調用冷温水循環回路８内を循環する昇温された冷水から吸熱して蒸発し、ガス化する。このとき、冷媒の密度差による圧力勾配ができるため、蒸発した冷媒は、空調用バイパス配管２９を経由して中間熱交換器２３に向かって流れていく。このように、第１の経路では、空調用冷媒が自然循環する自然循環サイクルが形成されているのである。
【０１１６】
これに対して、第２の経路では、空調用熱源側熱交換器２４内に滞留している空調用冷媒は、大気へ放熱して凝縮し、液化する。密度の大きい液冷媒は、重力の影響を受けて下降していき、第１の空調用冷媒タンク２６ａに入り、空調用膨張弁２７ａを通って第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂに流入する。そして、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる間に空調用冷温水循環回路８内を循環する昇温された冷水から吸熱して蒸発し、ガス化する。このとき、冷媒の密度差による圧力勾配ができるため、蒸発した冷媒は、空調用熱源側熱交換器２４に向かって流れていく。このように、第２の経路では、空調用冷媒が自然循環する自然循環サイクルが形成されているのである。
【０１１７】
空調用冷温水循環回路８では、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる空調用冷媒に放熱した冷水は、空調用冷温水循環ポンプ６７を駆動することにより、空調用冷温水メイン回路８ａ内を流れながら室内熱交換器６１に流入する。室内熱交換器６１では、空調用冷温水メイン回路８ａ内の冷水と、住宅６０内の高温の空気とで熱交換が行われ、住宅６０の空気が冷却される。つまり、住宅６０の室内が冷房される。このとき、室内熱交換器６１を流れる冷水は、住宅６０内の空気から吸熱して昇温される。この昇温された冷水は、空調用冷温水循環ポンプ６７により空調用冷温水メイン回路８ａ内を循環し、再び第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる間に空調用冷媒回路５と熱交換を行って冷却される。
【０１１８】
ここで、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる空調用冷媒の温度は、大気に依存する。そのため、外気温度が住宅６０の室内露点温度よりも高い場合に、第２の経路に形成された自然循環式サイクルを運転するだけでは、室内の温度を露点温度以下に下げることができない。ところが、運転パターンＮｏ．４では、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａを流れる空調用冷媒の温度は、中間熱交換器２３において行われる給湯用冷媒との熱交換によって決まるため、給湯用冷媒回路６に設けられた給湯用膨張弁４３の弁開度を調節することにより、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａに流入する空調用冷媒の温度を任意に調整することができる。よって、第１の経路に形成された自然循環式サイクルを運転すれば、たとえ外気温度が住宅６０の室内露点温度より高い場合であっても、住宅６０の室内を除湿冷却することができるのである。
【０１１９】
一方、給湯用冷媒回路６では、給湯用圧縮機４１で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、給湯用利用側熱交換器４２に流入する。給湯用利用側熱交換器４２内を流れる高温高圧のガス冷媒は、給湯回路９内を流れる水へ放熱して凝縮し、液化する。液化した高圧の冷媒は、給湯用冷媒タンク４６を流れた後に所定の開度に調節された給湯用膨張弁４３で減圧、膨張して、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、給湯用熱源側熱交換器４４および中間熱交換器２３にそれぞれ分かれて流入する。給湯用熱源側熱交換器４４を流れる気液二相冷媒は、大気から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。中間熱交換器２３を流れる気液二相冷媒は、空調用冷媒回路５を流れる空調用冷媒から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。給湯用熱源側熱交換器４４を出た低圧のガス冷媒と中間熱交換器２３を出た低圧のガス冷媒は、分岐点Ｌで合流した後に、給湯用圧縮機４１の吸込口４１ａに流入し、給湯用圧縮機４１により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
【０１２０】
この運転パターンＮｏ．４では、中間温水用循環ポンプ５１が停止しているため、中間温水循環回路７内の水の循環は行われていない。
【０１２１】
給湯回路９では、貯湯タンク７０に貯留している水は、給湯用循環ポンプ７１によって給湯用利用側熱交換器４２に送り込まれ、給湯用利用側熱交換器４２を流れていく間に、給湯用冷媒回路６を流れる給湯用冷媒から温熱を吸収する。これにより、水が給湯用利用側熱交換器４２によって上記した中間温度よりも高い温度の水となる。つまり、給湯回路９を循環する水は、中間温水循環回路７を循環する水より高い温度である。
【０１２２】
太陽熱循環回路１０では、太陽熱集熱器４で集熱された太陽熱を受け取った水が太陽熱用循環ポンプ８５により太陽熱用熱交換器９１へと送り込まれていく。そして、水に蓄熱された太陽熱は、太陽熱用熱交換器９１を介して、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水へ放熱される。よって、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水は、太陽熱循環回路１０によって温められることになる。
【０１２３】
出湯経路１１では、給湯負荷側の要求に応じて、空調給湯システムの運転によって得られた温水が給湯負荷側へと供給される。
【０１２４】
給湯余熱温水循環回路１２では、蓄熱タンク５０に貯留された水は、給湯余熱温水用循環ポンプ９３によって太陽熱用熱交換器９１に送り込まれ、太陽熱用熱交換器９１を流れていく間に、太陽熱循環回路１０を流れる水から温熱を吸収する。この給湯余熱温水循環回路１２では、再生可能エネルギである太陽熱を利用して水が温められることとなる。こうして得られた温熱は、蓄熱タンク５０で蓄熱される。なお、この運転パターンＮｏ．４では、給湯余熱熱交換器９２による熱交換は行われない。
【０１２５】
この運転パターンＮｏ．４による運転は、外気温度が運転パターンＮｏ．３が適用される外気温度よりも低い場合または、室内の冷房負荷が小さく、空調用圧縮機２１の回転数を下げて運転する必要がある場合あるいは空調用圧縮機２１を一時的に停止させて断続的に運転する必要がある場合に行うと良い。この運転パターンＮｏ．４では、制御装置１ａによって、次のような制御を行うことが望ましい。
（ａ）空調サイクルとして運転パターンＮｏ．４用の２つの自然循環式サイクルが形成されるように二方弁３５ａ〜３５ｇ、三方弁３４ａ〜３４ｄの開閉操作の制御を行う。
（ｂ）交換する熱量のバランスなどの状況に応じて、二方弁４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ、４９ｅを開閉操作して、給湯サイクルの中間熱交換器２３と給湯用熱源側熱交換器４４とを同時に用いるか、あるいは中間熱交換器２３のみを用いるかを切り替えの制御を行う。
【０１２６】
この運転パターンＮｏ．４によれば、空調用圧縮機２１を運転する必要がないため、空調給湯システム全体での消費電力を低減することができる。
【０１２７】
「運転パターンＮｏ．５＜外気利用自然循環冷房＞」（図１４参照）
運転パターンＮｏ．５は、空調用冷媒回路５による冷房運転と、給湯用冷媒回路６による給湯運転とをそれぞれ行う運転パターンであって、特に、空調用冷媒回路５による冷房運転を自然循環式サイクルにより行う運転パターンである。この運転パターンＮｏ．５は、具体的には、図１６の「運転パターンＮｏ．５」の欄に示すように、空調サイクル側では、運転モードが冷房であり、空調用圧縮機２１は停止しており、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂが自然循環式サイクルにおける蒸発器として使用され、空調用熱源側熱交換器２４が自然循環式サイクルにおける凝縮器として使用され、中間熱交換器２３は使用されない運転パターンである。一方、給湯サイクル側では、運転モードが給湯であり、給湯用圧縮機１が運転され、中間熱交換器２３および給湯用熱源側熱交換器４４が蒸発器として使用され、給湯用利用側熱交換器４２が凝縮器として使用される運転パターンである。
【０１２８】
空調用冷媒回路５では、図１４に示すように、中間熱交換器２３を使用することなく、空調湯熱源側熱交換器２４と空調用利用側分割熱交換器２８ａ、２８ｂを用いて１つの自然循環式サイクルが形成されている点に大きな特徴がある。この運転パターンＮｏ．５では、空調用冷媒が空調用冷媒回路５内を流れていく経路として、空調用熱源側熱交換器２４→分岐点Ｊ→第１の空調用冷媒タンク２６ａ→空調用膨張弁２７ａ→分岐点Ｇ→分岐点Ｈ→分岐点Ｅ→第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａ→分岐点Ａ→空調用バイパス配管２９→分岐点Ｂ→分岐点Ｉ→分岐点Ｃ→空調用熱源側熱交換器２４の順に流れる経路と、空調用熱源側熱交換器２４→分岐点Ｊ→第１の空調用冷媒タンク２６ａ→空調用膨張弁２７ａ→分岐点Ｇ→第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂ→分岐点Ｆ→分岐点Ｃ→空調用熱源側熱交換器２４へと流れる経路とが形成される。つまり、運転パターンＮｏ．５では、空調用熱源側熱交換器２４により凝縮して液化した空調用冷媒が、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａと第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂとにそれぞれ分かれて流れていき、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａと第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを出て合流した後に、空調用熱源側熱交換器２４へと戻るといった自然循環式サイクルによる空調用冷媒の流れが構築されているのである。第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａと第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを並列につないで自然循環式サイクルが形成されていると言うこともできる。
【０１２９】
空調用熱源側熱交換器２４内に滞留している空調用冷媒は、大気へ放熱して凝縮し、液化する。密度の大きい液冷媒は、重力の影響を受けて下降していき、第１の空調用冷媒タンク２６ａに入り、空調用膨張弁２７ａを通って分岐点Ｇまで辿り着く。この分岐点Ｇで、空調用冷媒は、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａと第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂとに分かれて流れていく。液化した空調用冷媒は、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂをそれぞれ流れる間に空調用冷温水循環回路８内を循環する昇温された冷水から吸熱して蒸発し、ガス化する。このとき、冷媒の密度差による圧力勾配ができるため、蒸発した冷媒は、分岐路Ｃで合流した後に空調用熱源側熱交換器２４に向かって流れていく。このように、空調用冷媒が自然循環する自然循環サイクルが空調用冷媒回路５に形成されているのである。
【０１３０】
ここで、運転パターンＮｏ．５の自然循環式サイクルを形成するにあたって、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａと第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂとは、並列に繋いでも良いし、直列に繋いでも良い。これらの熱交換器２８ａ、２８ｂを並列に繋いだ場合には、直列に繋ぐよりも抵抗が小さくなるため、空調用冷媒の空調用利用側分割熱交換器２８ａ、２８ｂの入口と出口との間の圧力損失を低く抑えることができるという利点がある。これに対して、熱交換器２８ａ、２８ｂを直列に繋いだ場合には、分岐点Ｇと分岐点Ｈとの間を繋ぐ冷媒配管と二方弁３５ｇを設ける必要がなくなるので、空調用冷媒回路５の構成を簡素化でき、部品点数を少なくできる利点がある。
【０１３１】
空調用冷温水循環回路８では、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる空調用冷媒に放熱した冷水は、空調用冷温水循環ポンプ６７を駆動することにより、空調用冷温水メイン回路８ａ内を流れながら室内熱交換器６１に流入する。室内熱交換器６１では、空調用冷温水メイン回路８ａ内の冷水と、住宅６０内の高温の空気とで熱交換が行われ、住宅６０の空気が冷却される。つまり、住宅６０の室内が冷房される。このとき、室内熱交換器６１を流れる冷水は、住宅６０内の空気から吸熱して昇温される。この昇温された冷水は、空調用冷温水循環ポンプ６７により空調用冷温水メイン回路８ａ内を循環し、再び第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる間に空調用冷媒回路５と熱交換を行って冷却される。
【０１３２】
一方、給湯用冷媒回路６では、給湯用圧縮機４１で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、給湯用利用側熱交換器４２に流入する。給湯用利用側熱交換器４２内を流れる高温高圧のガス冷媒は、給湯回路９内を流れる水へ放熱して凝縮し、液化する。液化した高圧の冷媒は、給湯用冷媒タンク４６を流れた後に所定の開度に調節された給湯用膨張弁４３で減圧、膨張して、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、給湯用熱源側熱交換器４４および中間熱交換器２３にそれぞれ分かれて流入する。給湯用熱源側熱交換器４４を流れる気液二相冷媒は、大気から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。中間熱交換器２３を流れる気液二相冷媒は、中間温水循環回路７を流れる水（中間温度の水）から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。給湯用熱源側熱交換器４４を出た低圧のガス冷媒と中間熱交換器２３を出た低圧のガス冷媒は、分岐点Ｌで合流した後に、給湯用圧縮機４１の吸込口４１ａに流入し、給湯用圧縮機４１により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
【０１３３】
中間温水循環回路７では、蓄熱タンク５０に貯留された中間温度の水が、中間温水用循環ポンプ５１によって中間熱交換器２３へと送り込まれる。その中間温度の水は、中間熱交換器２３を介して給湯用冷媒回路６を流れる給湯用冷媒へ温熱を放出する。つまり、この運転パターンＮｏ．５では、中間熱交換器２３を蒸発器として使用するために、蓄熱タンク５０に蓄熱されている温熱が利用されているのである。
【０１３４】
給湯回路９では、貯湯タンク７０に貯留している水は、給湯用循環ポンプ７１によって給湯用利用側熱交換器４２に送り込まれ、給湯用利用側熱交換器４２を流れていく間に、給湯用冷媒回路６を流れる給湯用冷媒から温熱を吸収する。これにより、水が給湯用利用側熱交換器４２によって上記した中間温度よりも高い温度の水となる。つまり、給湯回路９を循環する水は、中間温水循環回路７を循環する水より高い温度である。
【０１３５】
太陽熱循環回路１０では、太陽熱集熱器４で集熱された太陽熱を受け取った水が太陽熱用循環ポンプ８５により太陽熱用熱交換器９１へと送り込まれていく。そして、水に蓄熱された太陽熱は、太陽熱用熱交換器９１を介して、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水へ放熱される。よって、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水は、太陽熱循環回路１０によって温められることになる。
【０１３６】
出湯経路１１では、給湯負荷側の要求に応じて、空調給湯システムの運転によって得られた所定温度の水が給湯負荷側へと供給される。
【０１３７】
給湯余熱温水循環回路１２では、蓄熱タンク５０に貯留された水は、給湯余熱温水用循環ポンプ９３によって太陽熱用熱交換器９１に送り込まれ、太陽熱用熱交換器９１を流れていく間に、太陽熱循環回路１０を流れる水から温熱を吸収する。この給湯余熱温水循環回路１２では、再生可能エネルギである太陽熱を利用して水が温められることとなる。こうして得られた温熱は、蓄熱タンク５０で蓄熱される。なお、この運転パターンＮｏ．５では、給湯余熱熱交換器９２による熱交換は行われない。
【０１３８】
この運転パターンＮｏ．５による運転は、外気温度が空調用冷温水循環回路８を循環する水の戻り温度（第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂの入口温度、あるいは空調用冷温水循環ポンプ６７の出口温度）より低く、住宅６０について冷房負荷はあるものの除湿を行う必要がない場合に行うと良い。例えば、住宅６０が高気密高断熱性能に優れているために、冬場であっても比較的室内温度が高く、冷房を必要とするような場合に、この運転パターンＮｏ．５による運転は適している。なお、制御装置１ａは、この運転パターンＮｏ．５に必要な自然循環式サイクルが形成されるように二方弁３５ａ〜３５ｇ、三方弁３４ａ〜３４ｄの開閉操作の制御を行う。
【０１３９】
この運転パターンＮｏ．５によれば、空調用圧縮機２１を運転する必要がないため、空調給湯システム全体での消費電力を低減することができる。
【０１４０】
「運転パターンＮｏ．６＜冷房最大能力運転＞」（図１５参照）
運転パターンＮｏ．６は、給湯用冷媒回路６を利用して、空調用冷媒回路５による最大冷房運転を行う運転パターンである。この運転パターンでは、給湯用冷媒回路６内の給湯用冷媒を自然循環させている点に大きな特徴がある。この運転パターンＮｏ．６は、具体的には、図１６の「運転パターンＮｏ．１６」の欄に示すように、空調サイクル側では、運転モードが冷房であり、空調用圧縮機２１が運転され、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側熱交換器２８ｂが蒸発器として使用され、空調用熱源側熱交換器２４および中間熱交換器２３が凝縮器として使用される運転パターンである。一方、給湯サイクル側では、運転モードが外気放熱であり、給湯用圧縮機１が停止され、中間熱交換器２３が自然循環式サイクルの蒸発器として使用され、給湯用熱源側熱交換器４４が自然循環式サイクルの凝縮器として使用され、給湯用利用側熱交換器４２が使用されない運転パターンである。
【０１４１】
空調用冷媒回路５では、空調用圧縮機２１の吐出口２１ｂより吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２２を通って、中間熱交換器２３および空調用熱源側熱交換器２４にそれぞれ分かれて流入する。中間熱交換器２３に流入した高温高圧のガス冷媒は、給湯用回路６を流れる給湯用冷媒へ放熱して凝縮し、液化する。空調用熱源側熱交換器２４に流入した高温高圧のガス冷媒は、大気へ放熱して凝縮し、液化する。そして、分岐点Ｊで合流した高圧の液冷媒は、第１の空調用冷媒タンク２６ａに流入した後、所定の開度に調節された空調用膨張弁２７ａで減圧、膨張し、低温低圧の気液二相冷媒となる。その気液二相冷媒は、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂ、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ｂへと順に流入する。第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂ、第１の空調利用側分割熱交換器２８ａ内を流れる気液二相冷媒は、空調用冷温水循環回路８内を流れる昇温された冷水から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、四方弁２２を通って、空調用圧縮機２１の吸込口２１ａに流入し、空調用圧縮機２１により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
【０１４２】
空調用冷温水循環回路８では、第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる空調用冷媒に放熱した冷水は、空調用冷温水循環ポンプ６７を駆動することにより、空調用冷温水メイン回路８ａ内を流れながら室内熱交換器６１に流入する。室内熱交換器６１では、空調用冷温水メイン回路８ａ内の冷水と、住宅６０内の高温の空気とで熱交換が行われ、住宅６０の空気が冷却される。つまり、住宅６０の室内が冷房される。このとき、室内熱交換器６１を流れる冷水は、住宅６０内の空気から吸熱して昇温される。この昇温された水は、空調用冷温水循環ポンプ６７により空調用冷温水メイン回路８ａ内を循環し、再び第１の空調用利用側分割熱交換器２８ａおよび第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂを流れる間に空調用冷媒回路５と熱交換を行って冷却される。
【０１４３】
一方、給湯用冷媒回路６には、給湯用冷媒が流れていく経路として、給湯用熱源側熱交換器４４→分岐点Ｍ→給湯用バイパス配管４８→給湯用冷媒タンク４６→給湯用膨張弁４３→分岐点Ｋ→中間熱交換器２３→分岐点Ｌ→給湯用熱源側熱交換器４４の順に流れる経路が形成されている。
【０１４４】
給湯用熱源側熱交換器４４内に滞留している給湯用冷媒は、大気へ放熱して凝縮し、液化する。密度の大きい液冷媒は、重力の影響を受けて下降していき、給湯用バイパス配管４８を通って給湯用冷媒タンク４６へと流れていく。そして、液化した給湯用冷媒は、所定の弁開度に調節された給湯用膨張弁４３を通って、中間熱交換器２３へと流れていき、この中間熱交換器２３を介して空調用冷媒回路５を流れる高温の空調用冷媒から吸熱して蒸発し、ガス化する。このとき、冷媒の密度差による圧力勾配ができるため、蒸発した給湯用冷媒は、分岐点Ｌを通って再び給湯用熱源側熱交換器４４に向かって流れていく。このように、給湯用冷媒が自然循環する自然循環サイクルが給湯用冷媒回路６に形成されているのである。
【０１４５】
中間温水循環回路７では、中間温水用循環ポンプ５１が停止しているため、水の循環は行われていない。さらに、給湯回路９においても、給湯用循環ポンプ７１が停止しているため、給湯回路９内に水は循環していない。
【０１４６】
太陽熱循環回路１０では、太陽熱集熱器４で集熱された太陽熱を受け取った水が太陽熱用循環ポンプ８５により太陽熱用熱交換器９１へと送り込まれていく。そして、水に蓄熱された太陽熱は、太陽熱用熱交換器９１を介して、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水へ放熱される。よって、給湯余熱温水循環回路１２を流れる水は、太陽熱循環回路１０によって温められることになる。
【０１４７】
出湯経路１１では、給湯負荷側の要求に応じて、空調給湯システムの運転によって得られた所定温度の水が給湯負荷側へと供給される。
【０１４８】
給湯余熱温水循環回路１２では、蓄熱タンク５０に貯留された水は、給湯余熱温水用循環ポンプ９３によって太陽熱用熱交換器９１に送り込まれ、太陽熱用熱交換器９１を流れていく間に、太陽熱循環回路１０を流れる水から温熱を吸収する。この給湯余熱温水循環回路１２では、再生可能エネルギである太陽熱を利用して水が温められることとなる。こうして得られた温熱は、蓄熱タンク５０で蓄熱される。なお、この運転パターンＮｏ．６では、給湯余熱熱交換器９２による熱交換は行われない。
【０１４９】
この運転パターンＮｏ．６による運転は、夏場の夕方などで外気温度が高く、冷房負荷が大きい場合であって、貯湯タンク７０や蓄熱タンク５０に十分な熱量が蓄熱されているような場合に行うと良い。制御装置１ａは、給湯用回路６において上記した自然循環式サイクルが形成されるように、二方弁および三方弁を開閉操作の制御を行う。
【０１５０】
この運転パターンＮｏ．６によれば、中間熱交換器２３と空調用熱源側熱交換器２４の２つの熱交換器を凝縮器として使用することができるので、空調サイクルの放熱量を確保することができる。よって、この運転パターンＮｏ．６では、冷房能力が向上し、効率良く冷房を行うことができる。
【０１５１】
その他に、本発明の実施の形態例に係る空調給湯システムでは、図１７に示すような運転パターンによる運転を行うこともできる。図１７には、全部で運転モードが３３通り記載されており、冷房運転と給湯運転を行う運転モードとしてＮｏ．１〜Ｎｏ．２０、給湯運転を行う運転モードとしてＮｏ．２１〜Ｎｏ．２３、暖房運転と給湯運転の運転モードとしてＮｏ．２４〜Ｎｏ．３３が例示されている。なお、ここでは、図１７の見方についてのみ説明し、各運転モードの詳細は省略する。図１７において、英文字をハイフンでつないで、「＊１−＊２」（ただし、＊１はＣ、Ｆ１、Ｆ２のいずれかであり、＊２は、Ｃ、Ｅのいずれかである）と表示されている箇所がある。ここで、＊１は、サイクルの種別を表しており、＊２は、熱交換器が蒸発器（ＥＶＡＰ）と凝縮器（ＣＯＮＤ）のどちらで用いられているかを表している。
【０１５２】
例えば、「Ｃ−Ｅ」と表されていれば、その表示は、圧縮式サイクルの蒸発器として用いられていることを意味する。また、「Ｆ１−Ｅ」と表されていれば、その表示は、外気との熱交換による自然循環式サイクルの蒸発器として用いられることを意味する。また、「Ｆ２−Ｃ」と表されていれば、給湯サイクルとの熱交換による自然循環式サイクルの凝縮器として用いられることを意味している。また、空調用圧縮機２１および給湯用圧縮機４１の欄に示された「Ｃ」の表示は、圧縮式サイクルであることを示しているが、圧縮機が運転されることを示していると言うこともできる。また、図中、○印は「使用」を、×印は未使用を示している。
【０１５３】
運転モードの具体例を挙げて図の見方を説明すると、例えば、運転モードＮｏ．９は、まず、空調側では、第１の空調利用側分割熱交換器２８ａが「Ｃ−Ｅ」、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂが「Ｃ−Ｅ」、空調用圧縮機２１が「Ｃ」、空調用熱源側熱交換器２４が「×」、中間熱交換器２３が「Ｃ−Ｃ」と表示され、給湯側では、中間熱交換器２３が「×」、給湯用熱源側熱交換器４４が「Ｃ−Ｅ」、給湯用圧縮機４１が「Ｃ」、給湯用利用側熱交換器４２が「Ｃ−Ｃ」と表示され、中間温水側では、中間熱交換器２３が「○」、給湯余熱熱交換器９２が「×」と表示されている。
【０１５４】
この表示から、運転モードＮｏ．９は、空調側では、第１の空調利用側分割熱交換器２８ａが「圧縮式サイクルの蒸発器」として使用され、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂが「圧縮式サイクルの蒸発器」として使用され、空調用圧縮機２１が「運転」され、空調用熱源側熱交換器２４が「未使用」であり、中間熱交換器２３が「圧縮式サイクルの凝縮器」として使用される。一方、運転モードＮｏ．９の給湯側では、中間熱交換器２３が「未使用」、であり、給湯用熱源側熱交換器４４が「圧縮式サイクルの蒸発器」として使用され、給湯用圧縮機４１が「運転」され、給湯用利用側熱交換器４２が「圧縮式サイクルの凝縮器」として使用される。また、運転モードＮｏ．９の中間温水側では、中間熱交換器２３が「使用」され、給湯余熱熱交換器９２が「未使用」となっている。
【０１５５】
さらに、別の運転モードを例に挙げて図の見方を説明すると、運転モードＮｏ．１８は、空調側では、第１の空調利用側分割熱交換器２８ａが「Ｆ２−Ｅ」、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂが「Ｆ１−Ｅ」、空調用圧縮機２１が「×」、空調用熱源側熱交換器２４が「Ｆ１−Ｃ」、中間熱交換器２３が「Ｆ２−Ｃ」と表示され、給湯側では、中間熱交換器２３が「Ｃ−Ｅ」、給湯用熱源側熱交換器４４が「Ｃ−Ｅ」、給湯用圧縮機４１が「Ｃ」、給湯用利用側熱交換器４２が「Ｃ−Ｃ」と表示され、中間温水側では、中間熱交換器２３が「×」、給湯余熱熱交換器９２が「×」と表示されている。
【０１５６】
この表示から、運転モードＮｏ．１８は、空調側では、第１の空調利用側分割熱交換器２８ａが「給湯サイクルとの熱交換による自然循環式サイクルの蒸発器」として使用され、第２の空調用利用側分割熱交換器２８ｂが「外気との熱交換による自然循環式サイクルの蒸発器」として使用され、空調用圧縮機２１が「停止」され、空調用熱源側熱交換器２４が「外気との熱交換による自然循環式サイクルの凝縮器」として使用され、中間熱交換器２３が「給湯サイクルとの熱交換による自然循環式サイクルの凝縮器」として使用される。一方、運転モードＮｏ．１８の給湯側では、中間熱交換器２３が「圧縮式サイクルの蒸発器」として使用され、給湯用熱源側熱交換器４４が「圧縮式サイクルの蒸発器」として使用され、給湯用圧縮機４１が「運転」され、給湯用利用側熱交換器４２が「圧縮式サイクルの凝縮器」として使用される。また、運転モードＮｏ．１８の中間温水側では、中間熱交換器２３、給湯余熱熱交換器９２が共に「未使用」となっている。
【０１５７】
以上、説明したように、本実施例に係る空調給湯システムによれば、空調排熱や再生可能エネルギを有効利用してエネルギ効率を高めることができる。しかも、自然循環式サイクルによる運転を含めた多彩な運転パターンを行うことができるため、消費電力を大幅に抑えることができるのである。なお、上記した実施の形態例では、空調用圧縮機２１と四方弁２２をバイパスして第１の空調用冷媒分岐路５ｂを形成した構成を例に挙げて説明したが、この構成に代えて、空調用圧縮機２１のみをバイパスするようにしても良い。この場合であっても、空調用冷媒回路５に自然循環式サイクルを形成することができるため、上記した効果を奏することができる。また、上記した実施の形態例では、中間熱交換器２３と空調用熱源側熱交換器２４の両方を空調用利用側熱交換器２８（２８ａ、２８ｂ）よりも高い位置に設置した構成を例に挙げて説明したが、この構成に代えて、空調用熱源側熱交換器２４と中間熱交換器２３のどちらか一方のみを空調用利用側熱交換器２８（２８ａ、２８ｂ）よりも高い位置に設置しても良い。
【符号の説明】
【０１５８】
５…空調用冷媒回路、５ａ…空調用冷媒メイン回路、５ｂ…第１の空調用冷媒分岐路、５ｃ…第２の空調用冷媒分岐路、５ｄ…第３の空調用冷媒分岐路、５ｅ…第４の空調用冷媒分岐路、５ｆ…第５の空調用冷媒分岐路、６…給湯用冷媒回路、６ａ…給湯用冷媒メイン回路、６ｂ…第１の給湯用冷媒分岐路、６ｃ…第２の給湯用冷媒分岐路、７…中間温水循環回路（中間熱媒体回路）、８…空調用冷温水循環回路（空調用熱搬送媒体循環回路）、９…給湯回路、１０…太陽熱循環回路、１１…出湯経路、１２…給湯余熱温水循環回路、２１…空調用圧縮機、２１ａ…空調用圧縮機の吸込口、２１ｂ…空調用圧縮機の吐出口、２２…四方弁（空調用流路切替弁）、２３…中間熱交換器、２４…空調用熱源側熱交換器、２７ａ…空調用膨張弁、２７ｂ…空調用補助膨張弁、２８…空調用利用側熱交換器、２８ａ…第１の空調用利用側分割熱交換器、２８ｂ…第２の空調用利用側分割熱交換器、２９…空調用バイパス配管、３４ａ、３４ｂ…三方弁（空調用バイパス開閉手段）、３７…連結用冷媒配管、４１…給湯用圧縮機、４１ａ…給湯用圧縮機の吸込口、４１ｂ…給湯用圧縮機の吐出口、４２…給湯用利用側熱交換器、４３…給湯用膨張弁、４４…給湯用熱源側熱交換器、４７…三方弁（給湯用バイパス開閉手段）、５０…蓄熱タンク、６０…住宅（被冷却空間）、６１…室内熱交換器、７０…貯湯タンク、Ａ〜Ｍ…分岐点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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